锗基约瑟夫森结中安德烈夫自旋量子比特的分辨

安德烈夫自旋量子比特(ASQ)是量子信息处理的一个有前景的平台，它兼具半导体自旋量子比特的小尺寸和超导量子比特的长程连接性。虽然最先进的实验已在InAs纳米线中开发出ASQ，但这些实现受限于核磁噪声的相干时间，而核磁噪声无法通过同位素纯化消除。在可进行同位素纯化的Ge基约瑟夫森结中，安德烈夫态已在实验上被观测到，但自旋分辨的安德烈夫态仍然难以捉摸。在此，我们从理论上证明，约瑟夫森结的几何结构可以将量子比特频率限制在低于典型实验温度的值，从而使ASQ实际上不可见。通过明智地选择结的几何结构和底层Ge的填充，ASQ可以在实验上被分辨。我们对ASQ频率关于原位和非原位实验可控参数的全面研究，为Ge基约瑟夫森结的设计提供了指导，并为实现高相干性ASQ铺平了道路。