基于 $4\pi$ 周期约瑟夫森效应的直流 SQUID 中通量量子比特方案
超导电性
2015-07-13 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
构建适用于量子计算的量子比特仍是一项显著挑战。本文中，我们提出一种位于直流 SQUID 结构中的超导通量量子比特，该结构由常规绝缘体约瑟夫森结与具有马约拉纳束缚态的拓扑纳米线约瑟夫森结构成。零能马约拉纳束缚态在纳米线结中传输 周期约瑟夫森电流。此种 周期约瑟夫森效应与绝缘体结中常规 周期约瑟夫森效应之间的相互作用，在 SQUID 中诱导出双势阱势能形貌。结果，SQUID 的两个最低能级与其他能级隔离。这两个能级呈现相反的环流超电流，因而可用作通量量子比特。我们揭示该通量量子比特具有对外部噪声稳定、对系统参数偏差容忍以及可大规模扩展的优点。此外，我们展示了如何通过调节结参数使该通量量子比特与马约拉纳量子比特耦合，以及如何利用此耦合操控马约拉纳量子比特。
引用
@article{arxiv.1501.03315,
title = {Proposal for a flux qubit in a dc SQUID with the $4\pi$ period Josephson effect},
author = {Wen-Chao Huang and Qi-Feng Liang and Dao-Xin Yao and Zhi Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.03315},
year = {2015}
}