石墨烯超导量子比特的可调谐谱和电荷色散抑制
介观与纳米尺度物理
2026-01-06 v1 量子物理
摘要
控制量子相干超导电路的能量谱——即激发态的能量、电路的非谐性以及各态的电荷色散——对于设计高性能量子比特至关重要。这种控制通常通过调整电路的几何结构来实现。通过外部磁场实现的原位控制在隧穿结型 Josephson 结中传统上采用此方法。更近期，基于半导体弱链接的 Josephson 结作为一种新的构建模块，其优势在于可以通过电场效应进行可调谐。可调谐 Josephson 结已成功集成到超导电路中，例如使用半导体纳米线或二维电子气。本文展示了在石墨烯超导电路中实现了对量子比特属性（频率、非谐性和电荷色散）的大范围可调谐。我们使用考虑库珀对通过安德鲁斯束态传播的模型来解释这些特征。值得注意的是，我们表明在此类弱链接中库珀对的高传输率显著抑制了电荷色散。我们的工作说明了石墨烯基质量子比特作为先进量子电路中灵活构建模块的潜力。
引用
@article{arxiv.2506.04959,
title = {Gate-tunable spectrum and charge dispersion mitigation in a graphene superconducting qubit},
author = {Nicolas Aparicio and Simon Messelot and Edgar Bonet-Orozco and Eric Eyraud and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Johann Coraux and Julien Renard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.04959},
year = {2026}
}