Numerical simulation of leakage effect for quantum NOT operation on three-Josephson-junction flux qubit
具有三个约瑟夫森结的超导通量量子比特是量子计算机构建模块的有希望的候选者。我们应用虚时间演化方法，通过计算该量子位的波函数和本征能量，准确地研究了该量子位的模型。因为这些量子位是用磁通量微波脉冲操纵的，所以它们可能被辐射到非计算状态，这被称为泄漏效应。通过在硬形脉冲和高斯形脉冲作用下量子比特的密度矩阵的演化来进行量子非操作，我们证明了对于磁通量子比特，泄漏效应并不是一个严重的问题.
2006-01-31 cond-mat.supr-con
Temperature square dependence of the low frequency 1/f charge noise in the Josephson junction qubits
为了验证最近在约瑟夫森电荷量子比特中测量到的低频1/f噪声和量子f噪声共同起源的假设，我们研究了1/f噪声的温度依赖性和相干振荡的衰减。实验证明了1/f噪声对T^2的依赖性，支持了这一假设。我们还表明，在约瑟夫森电荷量子位的静电能量简并点的退相一致的解释相同的低频1/f噪声中观察到的运输测量。
2006-04-05 cond-mat.supr-con
A Compound Josephson Junction Coupler for Flux Qubits With Minimal Crosstalk
实验证明了一种改进的可调谐耦合元件，用于构建耦合rf-SQUID通量量子比特网络。这种新形式的耦合器基于复合约瑟夫森结rf-SQUID，提供了量子位之间的符号和幅度可调谐互感，具有从耦合器调谐参数到量子位的最小非线性串扰。定量协议之间示出的耦合器的潜在的有效的一维模型和耦合器的持续电流和磁化率的测量。
2009-07-16 cond-mat.supr-con
Multiple Resonators as a Multi-Channel Bus for Coupling Josephson Junction Qubits
基于约瑟夫森结的量子比特已被证明是未来量子计算机的有前途的组件。这些超导量子比特的网络将需要量子信息存储在其中并在其中传输。由超导金属条制成的谐振器是用于此目的的有用元件，因为它们具有长的相干时间并且可以分散地耦合量子比特。我们探索使用具有不同谐振频率的多个谐振器来耦合量子比特。我们发现，具有不同频率的谐振器阵列可以单独寻址以存储和检索信息，同时分散地耦合量子比特。我们表明，控制量子位可以用来有效地隔离有源量子位从谐振器阵列，使它可以在相同的频率范围内使用的谐振器。
2009-09-20 cond-mat.supr-con
Josephson tunnel junctions with nonlinear damping for RSFQ-qubit circuit applications
我们证明了超导体-绝缘体-正常金属（S-I-N）结构对超导体-绝缘体-超导体约瑟夫森结的分流具有显著的非线性I-V特性，可以显著地改变约瑟夫森动力学。在约瑟夫森产生的制度中，相位表现为过阻尼坐标，而在超导状态下，阻尼和电流噪声非常小，这对于这种结用于读出和控制约瑟夫森量子比特的应用至关重要。制备了由Nb/AlO ${_x}$ /AuPd结分流的S-I-N型超导Nb/AlO ${_x}$ /Nb结，并与我们的模型一致，在温度低至1.4K时表现出非滞后的I-V特性。
2004-11-24 cond-mat.supr-con
Superconducting phase qubit based on the Josephson oscillator with strong anharmonicity
在屏蔽参数为$β_L = (2π/Φ_0)LI_c \approx 1$的射频SQUID的基础上，提出了一种超导相位量子比特，并由半通量量子$Φ_e=Φ_0/2$偏置。由于余弦约瑟夫森势和抛物线磁能势的相互作用，可以在该系统中实现显著的非谐性（$> 30%$），该非谐性最终导致阱的四次多项式形状。这个全局最小值中的两个最低本征态完全适合于对电荷变量不敏感的量子位，偏置在最佳点，并允许有效的色散读出。此外，该量子位中的跃迁频率可以在允许可变量子位-量子位耦合的可观范围内调谐。
2009-08-27 cond-mat.supr-con
Full Gate-Voltage Control of a Parity-Protected Superconducting Qubit with an Altermagnetic Josephson Junction
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
提出基于栅极可调超导-交变磁体-超导约瑟夫森结的奇偶保护量子比特，利用交变磁体特性，通过化学势电控制两约瑟夫森通道干涉，估算出相干时间，为超导量子比特控制提供新途径。
2026-07-07 cond-mat.supr-con
The new superconductivity theory that attributes the $U(1)$ superconductivity phase to a Berry phase arising from many-body wave functions is applied to the circuit quantization for superconducting qubits. The phase-charge duality required for the occurrence of superconductivity in the standard theory becomes irrelevant in the new theory, and the absence of a dissipative quantum phase transition in Josephson junctions is explained. It is shown that a charge-decaying term leads to the compact phase description, and the appearance of Shapiro steps is explained without introducing normal current.
2021-08-13 cond-mat.supr-con
Decoherence and Quantum Measurement of Josephson-Junction Qubits
这项工作涉及约瑟夫森量子比特设计和操作中的两个紧迫问题-相干性损失和测量。（更长的摘要在工作中。
2005-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Emission of continuous coherent terahertz waves with tunable frequency by intrinsic Josephson junctions
我们提出了一种机制，电磁太赫兹波的发射模拟。高$T_{c}$超导体形成自然堆叠的约瑟夫森结。当向样品施加外部电流和磁场时，磁通流感应电压。电压通过约瑟夫森效应产生振荡电流，并且电流激发约瑟夫森等离子体。样品作为腔体工作，输入能量以约瑟夫森等离子体的驻波形式存储。一部分能量以太赫兹波的形式发射。
2004-07-02 cond-mat.supr-con
Communicating Josephson Qubits
提出了一种利用超导电路和约瑟夫森电荷量子比特实现量子信息传输协议的方案。信息交换由用作数据总线的L-C谐振器介导。详细分析了主要的退相干源。
2002-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent emission from disordered arrays of driven Josephson vortices
我们提出了一种堆叠本征约瑟夫森结中驱动涡旋相干辐射的机制。在对比超辐射，这只发生在高度有序的涡旋晶格，我们预测共振辐射发射弱相关的涡旋阵列。我们的太赫兹波的强度，谐振频率，太赫兹辐射功率对耗散的依赖关系的分析结果与最近的模拟得到的结果吻合得很好。
2012-06-05 cond-mat.supr-con
Coupling Josephson qubits via a current-biased information bus
没有直接相互作用的约瑟夫森量子比特可以通过将它们顺序连接到信息总线来有效地耦合：将电流偏置的大约瑟夫森结视为具有可调频率的振荡器。任何量子位和总线之间的耦合都可以通过调制施加到该量子位的磁通量来控制。这种可调谐的选择性耦合提供了两个量子比特的纠缠态，用于实现基本的量子逻辑运算，并用于实验测试贝尔不等式。
2004-08-02 cond-mat.supr-con quant-ph
Guidance and Control in a Josephson Charge Qubit
在本文中，我们提出了一种控制策略的基础上，经典的指导法律，并考虑其使用的一个例子系统：约瑟夫森电荷量子比特。我们演示了如何引导法律可以用来实现所需的量子位状态使用标准的量子位控制字段。
2004-10-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Decoherence of a Josephson qubit due to coupling to two level systems
噪声和退相干是约瑟夫森结量子比特在量子计算中实现的主要障碍。最近的实验表明，在氧化物隧道势垒中的两个能级系统（TLS）是退相干的来源。我们探讨了两种退相干机制，其中这两个能级系统导致拉比振荡的衰减时，约瑟夫森结量子比特受到强微波驱动。(A)我们考虑一个约瑟夫森量子比特共振耦合到一个两能级系统，即，量子比特和TLS具有相等的能量分裂。作为这种共振相互作用的结果，量子位的激发态的占据概率表现出拍频。当二能级系统通过发射声子从其激发态衰减时，量子比特的退相干产生。(B)氧化物势垒中二能级系统的涨落在约瑟夫森结临界电流I_o中产生涨落和1/f噪声。这反过来又导致量子比特能量分裂的波动，这降低了量子比特的相干性。我们比较了我们的结果与实验上的约瑟夫森结相位量子比特。
2004-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Josephson junction qubit network with current-controlled interaction
我们设计并评估了一个可扩展的电荷量子比特链网络，该网络通过局部直流电流门控制相邻量子比特环的电流-电流耦合。该网络允许构造一般的N量子比特门。所提出的设计符合当前主流实验。
2004-03-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson charge-phase qubit with radio frequency readout: coupling and decoherence
研究了基于超导单电荷晶体管插入低电感超导回路的电荷相位约瑟夫森量子比特。该回路电感耦合到射频驱动的储能电路，通过测量晶体管的有效约瑟夫森电感来实现量子比特状态的读出。由于电和磁控制线以及测量系统的量子比特退相和弛豫的效果进行了评估。给出了在产生最小退相干的魔点中量子比特操作的建议。
2003-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proposal for a flux qubit in a dc SQUID with the $4π$ period Josephson effect
构建适合量子计算的量子比特仍然是一个值得注意的挑战。在这里，我们提出了一个超导磁通量子比特的直流SQUID结构，形成一个传统的绝缘体约瑟夫森结和拓扑纳米线约瑟夫森结与马约拉纳束缚态。零能马约拉纳束缚态在纳米线结中传输$4π$周期约瑟夫森电流。绝缘体结中的这种$4π$周期约瑟夫森效应和对流$2π$周期约瑟夫森效应之间的相互作用在SQUID中诱导双阱势能景观。结果，SQUID的两个最低能级与其它能级隔离。这两个能级显示了相互矛盾的循环超电流，因此可以用作通量量子比特。我们发现这种磁通量子比特具有对外部噪声稳定、对系统参数偏差的容忍度以及对大量数据的可扩展性等优点。此外，我们还演示了如何通过调整结参数来耦合这个通量量子比特与Majorana量子比特，以及如何使用这种耦合来操纵Majorana量子比特。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proposal for Coherent Coupling of Majorana Zero Modes and Superconducting Qubits Using the 4 pi-Josephson Effect
我们建议使用辅助通量量子比特与拓扑一维线托管的Majorana量子比特相互作用。耦合是使用马约拉纳量子比特控制的4 π约瑟夫森效应来通量偏置磁通鎓量子比特而获得的。我们演示了如何使用这种耦合来灵敏地识别拓扑超导性，测量Majorana量子比特的状态，构建2-量子比特操作，并实现具有拓扑保护的量子存储器。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Implementation of Grover search algorithm with Josephson charge qubits
提出了一种基于Josephson电荷量子比特的Grover搜索算法的实现方案，这将是扩展更复杂量子算法的关键一步，对于利用Josephson电荷量子比特构建真正的量子计算机具有重要意义。本方案简单但相当有效，并且易于操作，因为任何双电荷量子比特都可以通过公共电感选择性地有效耦合。在退相干开始之前，可以进行更多的操作。我们的方案可以在现有技术范围内实现。
2007-03-12 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Quantum noise in the Josephson charge qubit
我们利用单激发读出测量能量弛豫和退相，研究了约瑟夫森电荷量子比特的退相干。我们发现，主要的能量弛豫过程是一个自发发射诱导的量子噪声耦合到电荷的自由度。高频噪声的谱密度大致与量子位激发能成比例。
2004-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Qubits and the Physics of Josephson Junctions
在本文中，我们描述了如何非线性约瑟夫森电感是所有约瑟夫森量子比特的关键电路元件。我们讨论了三种类型的量子位电路，并展示了这些电路如何以独特的方式使用这种非线性。我们给出了一个简短的推导BCS理论，突出的外观的宏观相参数。约瑟夫森方程推导出使用标准的一阶和二阶微扰理论，描述准粒子和库珀对隧穿。然后使用准粒子束缚态理论对约瑟夫森效应进行精确计算，然后扩展该理论以将准粒子激发描述为从偏压的非绝热变化从基态到激发束缚态的跃迁。虽然准粒子电流通常只计算一个恒定的直流电压，这种方法的优点是看到，我们定性地描述准粒子隧穿与交流电压激发，适当的量子比特状态。本节描述了约瑟夫森量子比特如何典型地对准粒子阻尼不敏感，甚至到了可以从微桥结构造相位量子比特的程度。
2004-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Energy Decay in Josephson Qubits from Non-equilibrium Quasiparticles
我们从非平衡准粒子出发，计算了约瑟夫森量子比特和超导谐振器的能量衰减率。实验结果表明，衰变率与基于准粒子密度n_qp = 10/μ m^3的先前测量结果的预测一致，这表明非平衡准粒子是约瑟夫森量子比特的重要退相干源。准粒子的能量衰减和扩散的计算也表明，先前设计的间隙和陷阱结构，减少准粒子的密度，应重新设计，以提高其效率。这个模型还解释了约瑟夫森量子比特和谐振器中的一个显著特征--随着温度的升高，衰变率略有降低。
2009-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dissipation in Josephson qubits
我们讨论了超导量子比特的耗散动力学的适用范围内的布洛赫方程和超越。
2003-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reading-out the state of a flux qubit by Josephson transmission line solitons
描述了在标准快速单通量量子（RSFQ）技术中，约瑟夫森传输线（JTL）中通过孤子读出约瑟夫森通量量子比特态的过程。我们考虑的情况下，关于量子比特的状态的信息存储在孤子的时间延迟。我们分析了耗散欠阻尼JTL，考虑到他们的抖动，并提供相关的实验参数的测量时间和测量效率的估计。
2006-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of quantum oscillations between a Josephson phase qubit and a microscopic resonator using fast readout
我们已经检测到约瑟夫森相位量子比特和微观临界电流波动之间的相干量子振荡，通过实施一种新的状态读出技术，比以前的方法快一个数量级。振荡的周期与在量子比特的共振频率中观察到的光谱分裂一致。结果指出了超导量子比特中退相干和降低测量保真度的可能机制，并展示了在时域中测量两个量子比特相互作用的方法。
2004-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiplexed Readout of Transmon Qubits with Josephson Bifurcation Amplifiers
实现单个量子比特的读出是可扩展超导量子处理器发展中的一个主要挑战。我们已经实现了多路复用读出的四transmon量子位电路使用非线性谐振器操作约瑟夫森分叉放大器。我们证明了拉比振荡的四个transmons的同时测量。我们发现，多路复用约瑟夫森分叉是一种高保真度的读出方法，其可扩展性是不受限制的需要一个大的带宽近量子限制放大器的情况下，与线性读出谐振器。
2014-10-24 cond-mat.supr-con quant-ph
Spectroscopy of superconducting charge qubits coupled by a Josephson inductance
我们设计并实验实现了一个电感耦合超导电荷量子比特电路，其中约瑟夫森结用作电感，量子比特之间的耦合由外加的磁通量控制。电路上的光谱测量与理论计算符合得很好。我们观察到了反交叉，它起源于量子比特和约瑟夫森结的等离子体模之间的耦合。此外，反交叉的大小取决于外部磁通量，这表明耦合的可控性。
2008-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coupling of Josephson current qubits using a connecting loop
我们提出了一个三个约瑟夫森结量子比特的耦合方案，它使用一个连接环，但没有互感。本方案提供了一个大的和可调的电平分裂在实现受控非（CNOT）操作的优点。计算了CNOT运算中耦合量子比特的切换概率，证明了该CNOT门能够满足容错量子计算的要求。我们得到了耦合强度作为约瑟夫森结的耦合能量和连接环长度的函数，该连接环长度随着从可扩展设计中选择两个量子比特而变化。
2004-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimized single-qubit gates for Josephson phase qubits
在约瑟夫森相位量子比特中，计算状态的相干操纵是通过调制所施加的交流电流来实现的，通常在微波范围内。在这项工作中，我们表明，它是可以找到最佳的偏置电流调制，以实现高保真度的门。我们应用量子最优控制理论来确定脉冲的形式，并详细研究了非门的情况。为了在实验装置中测试优化脉冲的效率，我们还解决了脉冲形状中可能的缺陷的影响，非共振元素在哈密顿量中的作用，以及与第二量子位的电容相互作用的影响。
2008-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
BCS models of Josephson qubits I. Energy spectra
有大量的实验和理论结果支持由三种不同类型的纳米约瑟夫森结实现的宏观量子比特的图景--电荷量子比特、通量量子比特和相位量子比特。这种系统的标准统一描述是基于相应电路的唯象基尔霍夫方程组的形式量子化。本文用超导体BCS理论的简化形式导出了各种小约瑟夫森结的微观模型。在这些模型中，库珀对的状态依赖的单个隧穿耦合了基态对态和激发态对态，导致了最低能级的更复杂的结构。特别地，高度简并的能级出现，其充当量子位的概率汇。这些模型也允许耦合到声子作为一个有效的机制，所有类型的交界处的放松。给出了超导量子比特基本谱参数的替代公式，并与实验数据进行了比较。最后，简要讨论了小约瑟夫森结能否作为宏观量子系统处理的问题。
2010-12-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Effect of multiple charge traps on dephasing rates of a Josephson charge qubit system
研究了背景电荷涨落对约瑟夫森电荷量子比特系统的退相速率的影响。我们考虑单量子比特和双电荷陷阱。跃迁几率被控制在两个陷阱被占据的状态。跃迁几率受两个电荷陷阱之间的库仑阻塞效应的影响。为了获得失相速率，我们计算了随机调频信号的频谱。我们的结果表明，电荷陷阱之间的相互作用抑制退相。
2003-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Anharmonicity of a Gatemon Qubit with a Few-Mode Josephson Junction
基于半导体纳米线的栅压控制的混合transmon量子比特（gatemons）的相干操作最近被证明。在这里，我们实验研究的非谐性外延InAs-Al约瑟夫森结，一个关键参数，他们作为一个量子比特的使用。非谐性被认为是减少了大约两个因素相比，传统的金属结，并依赖于栅极电压。实验结果与理论模型一致，表明约瑟夫森耦合是由半导体结中的少数高透射模式介导的。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Testing the Kochen-Specker theorem with Josephson qubits
我们提出了一个{ \it宏观}检验Kochen-Specker定理（KST）的超导量子比特的实验方法。这一定理已经用单光子或中子进行了实验验证，它涉及量子力学（QM）的上下文性和隐变量理论（HVT）的非上下文性之间的冲突。我们首先证明了两个约瑟夫森电荷量子比特可以通过使用由约瑟夫森相位量子比特产生的两级数据总线可控地耦合。接下来，通过引入一种方法来执行预期的联合量子测量的两个分离的约瑟夫森量子比特，我们表明，拟议的量子线路可以证明量子上下文通过测试在宏观水平上的KST。
2008-09-30 astro-ph cond-mat.supr-con quant-ph
Time-optimal performance of Josephson charge qubits: A process tomography approach
利用一种基于过程层析成像的开放量子系统优化方案，确定了约瑟夫森电荷量子比特在现有实验手段下的性能极限。量子比特微观建模为一个开放量子系统，考虑到状态泄漏，以及环境诱导的退相的基础上实验噪声谱。在时间最优控制理论中，我们证明了抑制状态泄漏和失相的竞争要求可以通过有效的量子位环境相互作用的外部控制来满足，在典型的实验条件下产生最小的$ΔF \approx 10^{-3}$左右的门保真度损失。
2009-06-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting pi qubit with a ferromagnetic Josephson junction
固态量子比特具有大规模集成和量子计算布局灵活的潜力。然而，由于与环境的耦合，它们的短退相干时间仍然是一个需要克服的重要问题。我们提出了一种新的超导量子比特，它结合了一个自旋电子器件：量子比特由一个超导环与铁磁π结，其中有一个金属接触和一个正常的约瑟夫森结与绝缘势垒。这样，在没有外加磁场的情况下，可以形成量子相干二能级态。量子位的这个特征和简单的结构使得可以减小其尺寸，从而导致长的退相干时间。
2004-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stability of longitudinal coupling for Josephson charge qubits
对于电感耦合超导量子比特，我们确定了耦合项与单量子比特项互换的条件。我们表明，在某些参数制度，这样的纵向耦合可以稳定相对于电路参数的变化。此外，我们分析了它对控制场波动的稳定性。
2007-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The two Josephson junction flux qubit with large tunneling amplitude
本文讨论了在两个宏观态之间具有大隧穿振幅的约瑟夫森通量量子比特的固态纳米电子实现。后者可以通过势垒的高度和阱的形式来控制，这是由通量量子比特电路的量子态工程决定的。磁通量子比特最简单的电路是由约瑟夫森纳米级隧道结中断的超导回路。如果隧道结被ScS接触代替，则通过量子位电路的工程设计，可以实质上增加两个宏观上不同的状态之间的隧穿幅度。然而，只有约瑟夫森隧道结特别适合于大规模集成电路和具有当今技术的量子探测器。为了克服这个困难，我们考虑在这里的磁通量子比特与高水平的能量分离之间的“接地”和“激发”状态，它包括一个超导回路与两个低电容约瑟夫森隧道结串联。我们证明，对于两个宏观态之间的共振叠加的实参数的隧穿振幅可以达到大于1K的值。在半经典近似下利用瞬子技术得到的隧穿振幅的解析结果与数值解有很好的相关性。
2013-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum computation with Josephson-qubits by using a current-biased information bus
我们提出了一个有效的方案来操纵存储在超导纳米电路中的量子信息。约瑟夫森量子位通过它们与信息总线的单独相互作用耦合，大电流偏置的约瑟夫森结被视为具有可调频率的振荡器。总线一次仅顺序地耦合到一个量子位。没有任何直接相互作用的远距离约瑟夫森量子位可以通过与总线顺序地独立地相互作用来间接地彼此耦合，经由总线中的振动量子的激发/去激发。这是一个超导模拟的成功离子阱实验的量子计算。我们的方法不同于以前的方案，同时耦合两个量子位到总线上，而不是他们的顺序耦合在这里考虑。利用这些可调谐的选择性耦合可以实现有意义的量子逻辑门。在Bloch-Redfield形式主义内分析了所提出的量子系统的退相干性质。某些重要的实验参数的数值估计。
2004-07-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Time-resolved qubit readout via nonlinear Josephson inductance
我们提出了一个广义的色散量子比特读出，它提供了一个可观察的通量量子比特的时间演化。我们的建议依赖于量子比特与高频谐振子的非线性耦合，代表dc-SQUID。通过记录振荡器对谐振驱动的响应和随后的锁定检测来获得关于量子位动力学的信息。以相干量子比特振荡为例，对测量过程进行了仿真。这证实了潜在的测量关系，也揭示了测量方案具有低反作用和高保真度。
2011-08-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson Effect in Coherent Roton Aggregates
微波电磁场可以在介质谐振器周围激发液氦中的相干旋子聚集体。我们发现，多个相干聚集体被同时激发，并预测它们之间的约瑟夫森效应。超流速度在超导约瑟夫森结中起着“弱连接上的电压”的作用。与现有的实验数据进行了比较。
2013-06-05 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Robust optimal quantum gates for Josephson charge qubits
量子最优控制理论允许设计精确的量子门。我们使用它来设计高保真的两位门约瑟夫森电荷量子比特在泄漏和噪声的存在。我们的协议大大提高了门的保真度，更重要的是，它在1/f噪声的破坏性存在下是相当鲁棒的。在这项工作中讨论的门性能的改善（在实际情况下，误差为10^{-3}-10 ^{-4}的数量级）允许跨越容错阈值。
2007-09-05 cond-mat.supr-con quant-ph
Modeling of quasiparticle-induced excitations of a Josephson charge-phase qubit
我们分析了Al电荷相位量子比特中的准粒子跃迁引起量子比特态的动态变化。时间平均的混合态与量子位与引线中的非平衡准粒子系综的强耦合有关。这样的准粒子在岛上和岛外隧道随机，可以激发量子位。在80 MHz频率下连续监测量子位阻抗显示出激发态的混合。我们提出了这些循环转换的数值描述，并与我们的实验数据进行比较。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson vortex interaction mediated by cavity modes: Tunable coupling for superconducting qubits
本文提出了一个描述超导传输线中约瑟夫森涡旋（磁通子）相互作用的量子力学模型。涡流通过线性波的发射和吸收（电磁腔模式）相互作用。我们表明，在一个经典的制度，这种特殊类型的相互作用是由通量子的瞬时速度的产品。在量子体系中，该性质提供了涡旋之间的可调谐耦合，其可用于涡旋量子比特的纠缠。涡旋相互作用的物理机制类似于基于捕获离子的量子比特。不同类型的传输线介导的涡流相互作用的建议。
2003-03-11 cond-mat.supr-con quant-ph
A superconducting quantum interference device (SQUID) comprising 0- and $π$-Josephson junctions (JJs), called $π$-SQUID, is studied by the resistively shunted junction model. The $π$-SQUID shows half-integer Shapiro-steps (SS) under microwave irradiation at the voltage $V$ = $(\hbar/2e)Ω(n/2)$, with angular frequency $Ω$ and half-integer $n$/2 in addition to integer $n$. We show that the $π$-SQUID can be a $π$-qubit with spontaneous loop currents by which the half-integer SS are induced. Making the 0- and $π$-JJs equivalent is a key for the half-integer SS and realizing the $π$-qubit.
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fluxon-based generation of graph states in Josephson qubits
图态是一种特殊的多粒子纠缠态，在量子信息技术，特别是基于测量的量子计算机中有着巨大的应用潜力。这些状态导致给定计算所需的量子位数显著减少，从而缩短了执行时间。在这里，我们提出了一个简单的方案，通过使用特殊的门操作，即，控制相位和交换门操作，这是超导量子纳米电路中固有的。
2009-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Nondemolition Charge Measurement of a Josephson Qubit
在量子位系统中，测量算符不一定与量子位哈密顿算符交换，因此读出过程会破坏（混合）量子位能量本征态。因此，读出时间受到这种混合时间的限制，并且其保真度将降低。提出了一种测量通量量子比特电荷的量子非破坏读出方案。在约化的二能级希尔伯特空间中，测量算符与量子比特哈密顿量可交换，即使哈密顿量包含非对易的电荷和通量项。
2005-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single-shot measurement of the Josephson charge qubit
我们演示了约瑟夫森电荷量子比特的量子态的单次读出。量子比特被转换为经典比特（电荷量子）并存储在动态存储单元中-超导岛。国家转型|1>（不同形式状态|0>由一个额外的库珀对）是一个可控的准粒子隧穿到岛的结果。然后，电荷由传统的单电子晶体管检测，与量子位静电解耦。我们研究了系统的弛豫动力学，并获得了87%和93%的读出效率，|1>和|0”，分别。
2004-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Testing Bell's inequality in constantly coupled Josephson circuits by effective single-qubit operations
在位间不可调的超导电路中（例如，电容）耦合，理想的局部量子操作不能精确地在各个约瑟夫森量子位上执行。在这里，我们提出了一个有效的动态解耦方法，以克服“固定相互作用”的困难，有效地实现量子计算的基本逻辑门。所提出的单量子比特操作和局部测量应该允许用一对电容耦合的约瑟夫森量子比特来测试贝尔不等式。除了光谱分析[Nature \textbf{421}，823（2003）; Science \textbf{300}，1548（2003）]之外，这提供了一种强有力的方法来验证两个固定耦合的约瑟夫森量子比特之间宏观量子纠缠的存在。
2005-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
1/f Flux Noise in Josephson Phase Qubits
提出了一种测量约瑟夫森量子比特中1/f噪声的新方法，该方法产生低于1Hz的低频谱。在相位量子比特的正偏置和负偏置下进行的噪声比较表明，主要的噪声源是通量噪声，而不是结临界电流噪声，其幅度与以前在其他系统中测量的幅度相似。理论计算表明，磁通噪声的水平是不兼容的标准模型的噪声从两个能级的表面氧化物的状态缺陷。
2007-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct Josephson coupling between superconducting flux qubits
我们已经证明了基于共享约瑟夫森结的两个三结通量量子比特之间的强反铁磁耦合，因此不受量子比特环的小电感的限制。通过将系统耦合到高质量的超导储能电路上，测量了耦合的符号和大小。设计修改允许不断调整耦合强度和/或使耦合铁磁性进行了讨论。
2005-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum metamaterials: Electromagnetic waves in a Josephson qubit line
我们考虑经典电磁波通过传输线的传播，传输线由超导谐振器中的相同超导电荷量子比特形成。由于量子位可以在量子态的相干叠加，我们表明，这样的系统表现出有趣的新效果，如一个"呼吸"的光子晶体与振荡带隙，和"量子阿基米德螺旋"的传输，在任意控制的速度，约瑟夫森等离子体波通过传输线。这些效应的关键成分是约瑟夫森传输线的光学性质由量子比特的量子相干态控制。
2007-12-19 cond-mat.other cond-mat.supr-con quant-ph
Entangled states in a Josephson charge qubit coupled to a superconducting resonator
本文研究了高Q腔中的量子超导电路的动力学行为。该电路由耦合到超导谐振器的约瑟夫森电荷量子比特组成。电荷量子比特可以看作是一个两能级量子系统，其能量分离由约瑟夫森能量$E_j$分裂。在我们的建议超导谐振器是一个光子箱的模拟和描述的量子谐振子的特征频率$ω_r$。电荷量子位和谐振器之间的耦合通过耦合电容$C_c$实现。我们研究了量子线路的本征态和动力学。当约瑟夫森能量等于振荡器频率$E_j=\hbarω_r$时，会出现有趣的现象。然后用纠缠态描述了量子线路。在电荷量子比特与谐振腔弱耦合的极限下，我们推导了这些态的时间演化。我们发现了受激电荷量子比特本征态的拉比振荡。这种效应可以用超导谐振腔中单个光子的自发发射和再吸收来解释。
2000-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle decay rate of Josephson charge qubit oscillations
我们分析了电荷量子比特中拉比振荡的衰减，该电荷量子比特由一个通过约瑟夫森结连接到有限尺寸超导体的库珀对盒组成。我们集中讨论超导体中准粒子对衰变率的贡献。准粒子通过约瑟夫森结会使量子位远离电荷简并，从而破坏拉比振荡。我们发现了准粒子对开放和孤立系衰变率的贡献随温度的变化关系。前一种情况是实现的，如果正常状态的陷阱是包括在电路中，或者如果只有一个涡旋驻留在量子位;衰变率具有激活温度依赖性的激活能等于超导能隙$Δ$。在与环境隔离的超导量子位中，如果电子的数量是偶数，则激活能等于$2Δ$，而对于奇数电子，激发量子位状态的衰减速率在零温度的极限下保持有限。我们估计一个量子比特的现实参数的衰减率。
2006-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
