0-$\pi$ 约瑟夫森结中单个半磁通量子的量子隧穿

我们考虑长度为 $L$ 的对称 0-$\pi$ 约瑟夫森结，在经典情况下它可以处于两个简并基态之一——向上或向下，对应于绕 0-$\pi$ 边界顺时针或逆时针环行的超导电流。当结的长度 $L$ 小于约瑟夫森穿透深度 $\lambda_J$ 时，系统可以因热涨落或量子隧穿从一个状态切换到另一个状态。我们将此问题映射为周期性双势阱中单个粒子的动力学，并估计了可能观测到宏观量子相干的参数。我们得出结论，该系统用于构建量子比特的前景并不乐观，因为（a）需要极低的温度才能进入量子区域，（b）其微小的磁通量难以读出，（c）对结的 0 部分和 $\pi$ 部分之间的不对称性非常敏感。