Quantum state detection of a superconducting flux qubit using a DC-SQUID in the inductive mode
提出了一种超导磁通量子比特的读出方法。通过测量电感耦合直流超导量子干涉仪（DC-SQUID）的约瑟夫森电感，可以测量量子比特的量子通量状态。我们确定了DC-SQUID的响应函数及其在测量过程中对量子比特的反作用。由于驱动，量子位能量弛豫速率取决于在量子位拉莫尔频率和SQUID驱动频率的和频和差频处的测量电路噪声的谱密度。量子位退相速率与SQUID驱动频率处的电路噪声的谱密度成比例。反作用的这些特征与SQUID在通常的开关模式中使用时的情况有质的不同。对于一个特定类型的读出电路与可行的参数，我们发现，Single Shot读出超导磁通量子比特是可能的。
2004-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Half-integer Shapiro-steps in superconducting qubit with a $π$-Josephson junction
本文用反向分流结模型研究了由0-和$π$ -约瑟夫森结组成的超导量子干涉器件（简称$π$ -SQUID）。$π$在微波辐射下在电压$V$ = $(\hbar/2e)Ω(n/2)$、角频率$Ω$和半整数$n$ /2以及整数$n$下显示半整数Shapiro阶跃（SS）。我们证明了$π$ -SQUID可以是一个具有自发环电流的$π$ -量子比特，通过该电流可以产生半整数SS。使0-和$π$ -JJ等价是半整数SS和实现$π$ -量子位的关键。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A tunable rf SQUID manipulated as flux and phase qubit
我们报告了两种不同的操作程序的可调谐rf SQUID。首先，我们将这个系统作为一个通量量子比特来操作，其中两个通量状态之间的相干演化是由能量势的快速变化引起的，将其从双阱变成单阱。在其中一个井中测得的再俘获概率的相干Larmor样振荡的频率范围为6至20 GHz，理论上预期的上限为40 GHz。此外，在这里，我们还报告了作为相位量子比特的相同设备的操作。在相位区，通过施加谐振微波驱动器来实现能量状态的操纵。尽管这两种操作方法在概念上存在差异，但所测得的拉莫尔振荡和微波驱动的拉比振荡的衰减时间相当相似。由于拉莫尔振荡的频率更高，无微波量子位操纵允许更快的相干操作。
2009-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybrid rf SQUID qubit based on high kinetic inductance
我们报道了射频SQUID（超导量子干涉器件）量子比特的发展和微波特性，该量子比特由铝基约瑟夫森结嵌入在由具有高动态电感的TiN薄膜图案化的超导回路中组成。在这里，我们证明了该系统可以提供小的物理尺寸，高的非谐性，和小的分散的设备参数。这种混合器件可以作为工具，进一步揭示完全由无序超导薄膜形成的相移纳米线量子比特中薄膜耗散和退相干的起源。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
One-shot quantum measurement using a hysteretic DC-SQUID
我们提出了一种Single Shot量子测量方法来确定约瑟夫森电荷量子比特的状态。量子位是一个库珀对盒（CPB）和测量设备是一个双结超导量子干涉仪（dc-SQUID）。这种耦合系统表现出与高Q腔中的里德伯原子的密切类似，除了在本装置中，我们受益于通过宏观量子隧穿从超导态逃逸的附加特征，这提供了最终的读出。我们测试我们的想法对现实的实验电路参数的可行性，并通过分析量子位的相位波动。
2003-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Arbitrary rotation and entanglement of flux SQUID qubits
提出了一种新的三能级SQUID量子比特任意旋转的方法，描述了一种新的三能级SQUID量子比特之间相干转移和纠缠态的产生策略。前者是通过探索系统在两个微波脉冲照射下的耦合-非耦合态来实现的，后者是通过将SQUID量子比特放入微波腔中并使用绝热通道方法来实现的。
2003-11-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Charge-SQUID and Tunable Phase-slip Flux Qubit
一个相位滑移通量量子比特，正好是一个电荷量子比特的对偶，由一个被相位滑移结中断的超导回路组成。在这里，我们提出了一个可调谐的相位滑移磁通量子比特取代的相位滑移结与电荷相关的超导量子干涉器件（SQUID）组成的两个相位滑移结串联一个超导岛。该电荷SQUID充当由所施加的栅极电压控制的有效的相位滑移结，并且可以用于调谐量子位的能级分裂。此外，我们还发现在环路中插入大电感可以降低电感能量，从而抑制相位滑移磁通量子比特的主导磁通噪声。这种增强的相位滑移通量量子位与transmon量子位完全是双的。
2013-03-22 cond-mat.supr-con
Qubit dispersive readout scheme with a microstrip squid amplifier
实验上测试了一种耦合到微带SQUID放大器的色散技术的通量量子比特读出方案。由于这种放大器在低温下几乎是量子限制的噪声，这种读出设备对于实际量子比特的设计非常有希望。它的原理证明和低噪声性能已经通过模拟量子比特的存在，在输入squid中应用微小的通量变化进行了测试。放大器的谐振频率通过一个变容二极管就地调节，以接近储能电路的频率。根据传递函数的符号，已经确定了两种操作模式（交叉或反交叉制度）。
2008-12-01 cond-mat.supr-con
Decoherence in dc SQUID phase qubits
我们报告测量拉比振荡和光谱相干时间在Al/AlOx/Al和三个Nb/AlOx/Nb dc SQUID相位量子比特。SQUID的一个结充当相位量子位，另一个结充当电流控制的非线性隔离电感器，使我们能够将与电流偏置引线的耦合原位改变一个数量级。我们发现Al量子位的光谱相干时间T ~ 2 ~* 在3 ~ 7 ns之间变化，Rabi振荡的衰减包络在80 mK时的时间常数T'平均为25 ns。三个Nb器件也显示T2* 在4至6 ns的范围内，但T'为9至15 ns，仅为我们在Al器件中发现的值的约1/2。对于所有的设备，时间常数是大致独立的偏置线的隔离，这意味着噪声和耗散的偏置引线的失相和不均匀加宽的主要来源。
2008-04-28 cond-mat.supr-con
Magnetic imaging of superconducting qubit devices with scanning SQUID-on-tip
我们使用一个扫描超导量子干涉仪（SQUID）来成像一个为量子计算而设计的超导装置所产生的磁通量。纳米级SQUID探针揭示了超导电流通过电路的流动以及捕获的磁通量的位置。特别是，从量子位附近的磁通控制线流出的电流图显示了这些元素是如何耦合的，从而提供了如何优化量子位控制的见解。
2022-06-16 cond-mat.supr-con
Environmentally-Induced Rabi Oscillations and Decoherence in Phase Qubits
研究了具有谐振频率的隔离电路对dc SQUID相位量子比特的退相干效应。SQUID相位量子比特与其环境之间的耦合通过量子耗散/相干性的Caldeira-Leggett公式来建模，其中环境的谱密度与隔离电路的导纳有关。当量子比特的频率至少比隔离电路的谐振频率大两倍时，我们发现量子比特的退相干时间比典型的欧姆机制大两个数量级，其中量子比特的频率远小于隔离电路的谐振频率。最后，我们表明，当量子比特频率与隔离电路共振时，出现振荡非马尔可夫衰减，因为dc SQUID相位量子比特及其环境自生成特征时间尺度短于退相干时间的拉比振荡。
2007-12-07 cond-mat.supr-con
Mediated tunable coupling of flux qubits
它勾勒了如何单稳态射频或直流SQUID可以调解两个相邻的磁通量子比特之间的电感耦合。SQUID的磁化率对外部磁通量的非平凡依赖性使得可以连续地调谐从反铁磁（AF）到铁磁（FM）的感应耦合。特别地，对于合适的参数，感应的FM耦合可以足够大以克服量子位之间的任何可能的直接AF感应耦合。主要特征来自多量子位势的经典分析。一个完全的量子处理产生类似的结果，但与SQUID磁化率的修改表达式。由于后者是精确的，它也可以用来评估大屏蔽和简并通量偏置的隔离rf-SQUID的磁化率-或等效的能级曲率，即，一个量子比特。结果进行了比较，标准的两个级别（赝自旋）的处理的反交叉，并随后的结论进行了数值验证。
2005-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurement of Dissipation of a Three-Level rf SQUID Qubit
通过时域测量研究了一个与控制读出电路（CRC）弱耦合的λ型三能级rf SQUID磁通量子比特宏观量子系统的耗散诱导弛豫时间（T1）.量子位的第一激发态的测量阱间弛豫时间T_1=3.45+/-0.06 μ s，对应于通量量子位的有效阻尼电阻R=1.6+/-0.1 M Ω，其远低于约瑟夫森隧道结的本征准粒子电阻。对系统的分析表明，尽管CRC与量子位的耦合非常弱，但它是阻尼的主要来源。这种类型的阻尼可以通过使用更复杂的电路设计来显著减少，以允许量子比特状态的相干操纵。
2005-07-01 cond-mat.supr-con
Observation of Higher-Order Sideband Transitions and First-Order Sideband Rabi Oscillations in a Superconducting Flux Qubit Coupled to a SQUID Plasma Mode
我们报告的超导磁通量子比特的光谱测量和时域测量的结果。直流超导量子干涉仪（SQUID），用于读出的量子位，和一个并联电容器形成一个LC谐振器产生SQUID等离子体模式。在一个简单的测量方案中观察到更高阶的红色和蓝色边带，因为谐振器的谐振能量，600 MHz，与热能相当。我们还观察到载流子跃迁和一阶边带跃迁的拉比振荡。因为量子位耦合到dc SQUID的单臂，所以量子位-SQUID耦合在零偏置电流下是显著的，在零偏置电流下观察到这些现象。载波跃迁和边带跃迁的拉比周期之间的比率进行比较，从耦合常数，这是单独确定的估计。该结果可以通过假设谐振器的初始激励来解释。
2013-05-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Acoustic decoherence of flux qubits
研究了量子比特对热声子的非弹性散射引起的磁通量子比特的退相干。计算的退相干率不包含未知常数，完全用量子比特的可测量参数表示。答案在很大程度上取决于量子比特的大小，与量子比特的隧道分裂对应的频率的声子的波长相比。热声子将小量子比特的工作温度上限设定在10-20 K左右。对于大量子比特，当需要高的品质因数时，在任何温度下都应该考虑由单声子过程引起的声学退相干。
2006-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Demolition Dispersive Measurement of a Superconducting Qubit with a Microstrip SQUID Amplifier
本文研究了利用微带SQUID放大器（MSA）对超导量子比特进行单次非破坏测量的可能性。考虑了MSA中所有电阻产生的约翰逊噪声。我们表明，一个单次非爆破测量是可能的测量谐振腔中的六个光子。对于电感耦合到测量谐振器的相位量子比特，我们得到了测量量子比特状态所需的互感的表达式。
2011-12-01 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Superconducting qubits II: Decoherence
这是一个介绍基本的退相干理论，因为它通常适用于超导量子比特。
2006-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decoherence of Flux Qubits Coupled to Electronic Circuits
在实现固态量子计算的道路上，克服退相干是一个核心问题。在这篇文章中，我们讨论了耦合到耗散电子电路的超导磁通量子比特的退相干模型。我们讨论了它对单量子比特退相干率和双量子比特门性能的影响。这些结果可用于设计退相干最佳设置。
2003-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time evolution and decoherence of entangled states realized in coupled superconducting flux qubits
从理论上研究了退相干对两个超导磁通量子位感应耦合纠缠态叠加态的影响。我们发现，当观测量的期望值为零时，耦合磁通量子比特系统中观测量的量子涨落对退相干起着至关重要的作用。这说明退相干也可以通过量子力学的高阶效应来诱导。我们还发现，通过量子比特系统的电荷自由度耦合的环境存在一个消相干自由子空间。
2005-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resonance eigenstates of the SQUID-qubit system
本文研究了dc-SQUID与通量量子比特耦合的复值共振谱，其中前者在立方近似下处理，后者在二能级近似下处理。结果表明，这个频谱是定义良好的，并包含了大部分的逃逸过程的相关信息。因此，共振态的语言是精确的，并且很好地适应于开关（或触发）型量子位读出，并且是对连续量子位测量的各种描述的有价值的补充。最初的进展是分析，但非微扰数值方法已制定，并应很快产生准确的结果，所有参数值。
2006-06-14 cond-mat.supr-con quant-ph
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
Dispersive readout of a flux qubit at the single photon level
超导通量量子位感应耦合到超导量子干涉装置（SQUID）磁力计，电容分流以形成1.294 GHz谐振器。量子位态依赖的谐振器频率用微波信号弱探测，并用微带SQUID放大器检测。在平均谐振器占用$\bar{n}$ = 1.5个光子时，读出可见度比使用低温半导体放大器的读出可见度增加4.5倍。随着$\bar{n}$从0.008增加到0.1，没有观察到$T_1$的减少，这可能能够连续监测量子位状态。
2012-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parasitic RF-SQUIDs in superconducting qubits due to wirebonds
本文发现超导量子比特中用于连接电路的引线键合会产生寄生 Josephson 结并形成 RF-SQUID，该寄生 RF-SQUID 会与附近的 transmon 量子比特发生 AC 色散和 DC 电感耦合，从而揭示了一种新的退相干来源。
2025-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum behavior of the dc SQUID phase qubit
我们分析了直流超导量子干涉器件（SQUID）相位量子比特的行为，其中一个结作为相位量子比特，其余的设备提供隔离的偏置引线中的耗散和噪声。忽略耗散，我们找到了系统的二维哈密顿量，并使用数值方法和立方近似求解薛定谔方程的本征态，能级，隧穿率，和期望值的结中的电流。使用这些结果，我们研究如何以及这种设计提供隔离，同时保持相位量子位的特性。此外，我们表明，通过隔离结的电流的期望值取决于量子位的状态，并可以用于非破坏性读出的量子位状态。
2008-05-23 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Localization of Metal-Induced Gap States at the Metal-Insulator Interface:Origin of Flux Noise in SQUIDs and Superconducting Qubits
功率谱标度为$1/f$（$f$是频率）的超导量子干涉器件中磁通量噪声的起源一直是一个谜超过20年。这种噪声限制了超导量子比特的退相干时间。一个共识已经出现，噪声来自于局部电子的面密度为$5\times10^{17}$ m $^{-2}$的自旋波动。我们表明，在金属-绝缘体界面的潜在的障碍的存在下，一些金属诱导的间隙状态成为本地化，并产生本地的时刻。适度的无序程度产生所观察到的面密度。
2009-11-13 cond-mat.supr-con
Deep-well ultrafast manipulation of a SQUID flux qubit
基于约瑟夫森效应的超导器件被有效地用于实现量子比特和量子门。超导量子比特的操纵通常通过使用频率从5到15 GHz的微波脉冲来执行，获得从100 MHz到1 GHz的典型操作时钟。在没有微波的情况下基于简单脉冲的操纵也是可能的。在我们的系统中，一个磁通量脉冲将双SQUID量子位的势从对称的双阱条件修改为单深阱条件。通过使用该方案与Nb/AlOx/Nb系统，我们获得了具有亚纳秒周期（从50 ps到200 ps可调谐）的相干振荡，相对于其他操纵程序非常快，并且相干时间高达10 ns，与使用类似设备和技术但使用微波操纵获得的相干振荡的量级。我们介绍了超快操纵呈现实验结果，与这种方法相关的新问题（如使用反馈程序来消除“慢”波动的影响），以及开放的观点，如可能使用RSFQ逻辑进行量子位控制。
2010-03-19 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
Coupling and dephasing in Josephson charge-phase qubit with radio frequency readout
SQUID结构的库珀对盒量子位通过探测SQUID的有效约瑟夫森电感实现量子位态的读出。这是通过将量子位耦合到储能电路来实现的，该储能电路在SQUID回路中感应出小的交变超电流。计算了环的几何电感对系统本征态的影响。由于二次耦合到储能电路的量子位移相的效果进行了评估。结果表明，在魔点附近的退相率是相对较低的，除非形成量子位的约瑟夫森结是相当不相似的。在避开的水平交叉点附近，这种失相总是很明显的。
2004-07-22 cond-mat.supr-con
Superconducting qubit manipulated by fast pulses: experimental observation of distinct decoherence regimes
一种特殊的超导量子干涉器件（SQUID）量子比特，表示为双SQUID量子比特，可以通过施加快通量脉冲来快速修改其势来操纵。在这个系统中，我们观察到相干振荡表现出非指数衰减，表明一个非平凡的退相干机制。此外，通过改变脉冲高度在不同条件（不同振荡频率）下调谐量子比特，我们观察到两个不同的退相干制度之间的交叉和存在一个“最佳”点，其中量子比特对固有噪声仅弱敏感。我们发现，这种行为是在协议的模型，考虑基本上是由低频噪声的贡献所造成的退相干，并讨论了实验结果和可能的问题。
2011-10-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Fast High-Fidelity Measurements of the Ground and Excited States of a dc-SQUID Phase Qubit
我们研究了直流SQUID相位量子比特的三个最低能态的单次电流脉冲测量的保真度和速度。我们施加一个短（2ns）的电流脉冲的Nb/AlOx/Nb SQUID是在零电压状态在25 mK的一个结，并测量系统切换到有限的电压状态。通过绘制开关速率与脉冲大小的关系图，我们可以确定低至0.01%的电平平均占用率，量化小电平泄漏，并找到单次测量的最佳脉冲条件。我们的最佳误差率为3%，测量保真度为94%。通过监测脉冲期间的逃逸率，可以发现结中的脉冲电流在0.1 ns的时间尺度上优于10 nA。系统的理论分析揭示了开关曲线，是在良好的协议与数据，以及预测，该技术的最终单次错误率可以达到0.4%和保真度99.2%。
2006-08-17 cond-mat.supr-con
Comparison of coherence times in three dc SQUID phase qubits
我们报告的光谱线宽和拉比振荡在三个薄膜直流SQUID相位量子比特的测量。一个器件具有单匝Al环，第二个器件具有6匝Nb环，第三个器件是由6匝缠绕和反向缠绕Nb线圈形成的一阶梯度计，以提供与空间均匀通量噪声的隔离。在6 - 7.2 GHz范围内，梯度计的光谱相干时间从4 ns到8 ns变化，与其他设备（4到10 ns）大致相同。拉比振荡的衰减的时间常数是显着更长的单匝铝设备（20至30纳秒）比任何一个Nb设备（10至15纳秒）。这些结果意味着，空间均匀的磁通噪声是不是在这些设备中的退相干或非均匀加宽的主要来源。
2007-05-31 cond-mat.supr-con
Superconducting Analogues of Quantum Optical Phenomena: Macroscopic Quantum Superpositions and Squeezing in a SQUID Ring
本文研究了具有显著约瑟夫森耦合能的SQUID环的量子行为。我们证明了环的哈密顿量的本征函数可以用来产生环的宏观量子叠加态。我们还证明了环势可以用来压缩相干态。随着SQUID环成为操纵量子信息的有力竞争者，这些特性在未来可能会有很大的用处。然而，与量子技术的所有候选系统一样，退相干是一个基本问题。在本文中，我们采用开放系统的方法来模拟量子力学SQUID环耦合到热浴的效果。我们用这个模型来证明退相干影响环的量子态的方式。
2003-12-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Resonant effects in a SQUID qubit subjected to non adiabatic changes
通过快速修改双SQUID通量量子比特的有效势的形状，从单阱到双阱条件，我们在实验上观察到一个异常的行为，即共振峰的交替，在一个给定的通量状态下找到量子比特的概率。Landau-Zener跃迁的发生以及两个阱中简并能级之间的共振隧穿可以部分地解释实验结果。对系统时间演化的量子模拟确实表明，所观察到的异常行为可以归因于量子相干性效应。所有这些机制之间的相互作用对于量子计算目的具有实际意义，给出了对扫描速率的限制的直接测量，该扫描速率可能用于通过快速通量脉冲正确操纵量子比特状态，避免过渡到非计算状态。
2014-03-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Generation of nonclassical photon states using a superconducting qubit in a microcavity
基于辐射场与超导体之间的相互作用，我们提出了一种在微腔中利用SQUID电荷量子比特来设计量子态的方法。该器件既可以作为确定性的单光子源，又可以产生任意的Fock态和任意叠加的Fock态。通过对SQUID施加可调的门电压和经典磁场，可以实现腔场与量子比特的可控相互作用。
2004-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Resonant Readout of a Persistent Current Qubit
我们已经实现了一个谐振电路，使用SQUID作为磁通敏感约瑟夫森电感器的量子位读出。与传统的开关电流测量相比，当SQUID切换到电压状态时会产生不希望的准粒子，我们的方法在测量过程中保持读出SQUID沿超导支路偏置。通过将SQUID电感器并入高Q谐振电路中，我们可以通过观察幅度和相位谱的谐振频率的偏移来区分铌持续电流（PC）量子比特的两种通量状态。读出电路的特点是在非线性制度，以研究其潜在的使用作为一个非线性放大器。
2005-01-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Multi-level Spectroscopy of Two-Level Systems Coupled to a dc SQUID Phase Qubit
本文报道了用面积为16 μ \m 2的Al/AlOx/Al结耦合到dc SQUID相位量子比特的分立二能级系统的光谱测量结果。应用微波在10 GHz至11 GHz的范围内，我们发现8个避免的水平交叉分裂的大小从10 MHz到200 MHz和光谱寿命从4 ns到160 ns。假设跃迁是从复合系统的基态到量子比特的一个激发态或其中一个TLS态的一个激发态，我们拟合了位置和谱宽，得到了相位量子比特和TLS的能级、分裂大小和光谱相干时间。分裂的分布与隧道势垒中的随机位置之间的非相互作用的单个带电离子隧穿一致，并且寿命的分布与具有与频率无关的损耗角正切的结势垒中的AlOx一致。为了检查每个TLS的电荷独立地耦合到结两端的电压，我们还测量了20-22 GHz范围内的频谱，并发现由于结的第二激发态和结和TLS都被激发的状态而避免的倾斜能级交叉。
2010-03-20 cond-mat.supr-con
Model for l/f Flux Noise in SQUIDs and Qubits
本文提出了超导器件中1/f磁通噪声的模型（f为频率）。噪声是由处于缺陷态的电子的磁矩产生的，电子在逃逸之前占据缺陷态的时间分布很宽。一个被俘获的电子占据了两个Kramers简并基态中的一个，在低温下，这两个基态之间的跃迁速率可以忽略不计。结果，锁定了磁矩取向。对密度为5*10^17 m^-2的随机取向缺陷产生的噪声进行模拟，得到的1/f噪声幅度与实验结果非常吻合。
2007-05-15 cond-mat.supr-con quant-ph
A scalable readout system for a superconducting adiabatic quantum optimization system
我们已经设计，制造和测试了一个XY可寻址的读出系统，该系统是专门为读取集成电路中的超导通量量子位量身定制的，可以实现绝热量子优化。在这样的系统中，当量子力学隧穿被抑制时，仅需要在绝热演化结束时读取通量量子比特，从而简化了读出过程的许多方面。用于$N$ -量子位绝热量子优化系统的读出架构包括由$2\sqrt{N} + 2$偏置线控制的$N$滞后dc SQUID和$N$ rf SQUID锁存器。锁存元件耦合到量子位，并且dc SQUID然后耦合到锁存元件。这种读出方案提供了两个关键优势：首先，锁存元件提供了卓越的通量灵敏度，其显著超过了使用实际互感将通量量子位直接耦合到直流SQUID所能实现的灵敏度。第二，锁存元件的状态对于滞后dc SQUID的切换所生成的ac电流的影响是鲁棒的，因此允许重复询问锁存元件，以便减轻dc SQUID的随机切换的影响。我们证明，它是可能的，以实现单量子比特读取错误率$<10^{-6}$与此读出方案。我们已经表征了128量子位读出系统的系统级性能，并在最佳锁存元件偏置条件下测量了$8\times10^{-5}$的读出错误概率。
2010-09-16 cond-mat.supr-con
Gradiometric flux qubits with tunable gap
对于梯度三约瑟夫森结磁通量子比特，我们对最小跃迁频率，即所谓的量子比特间隙的调谐进行了系统的研究。通过用直流SQUID替换量子位的约瑟夫森结之一，该SQUID的临界电流以及量子位间隙可以通过穿过SQUID回路的控制通量原位调谐。我们目前的光谱测量表明一个定义良好的可控性之间的量子位间隙为零，超过10 GHz。在未来，这使得人们能够将量子比特调谐到与其他超导量子线路的共振中或从共振中调谐出来，同时在具有最佳退相特性的对称点处操作量子比特。实验数据与基于全量子比特哈密顿量的模型计算吻合得很好。从数值拟合，我们确定的约瑟夫森耦合和量子位结的充电能量。所得出的值与在同一芯片上制造的其他结的测量值吻合得很好。我们还证明了梯度通量量子比特的偏置附近的对称点，通过捕获一个奇数的通量量子的梯度计环。通过这种方式，我们研究了显著的动力学电感的影响，从而为量子比特设计提供了有价值的信息。
2013-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Controlled transfer of quantum amplitude via modulation of a potential barrier: numerical study in a model of SQUID
我们数值积分的含时薛定谔方程在一个单自由度的SQUID模型与一个可变的势垒之间的基础通量状态。我们发现，线性叠加的基本状态，与相对较少的剩余激发，可以形成的脉冲调制的障碍，提供的脉冲持续时间超过小振荡的通量的周期。两个脉冲施加在序列表现出强烈的干涉效应，我们建议使用SQUID的消相干时间的实验测定。
2001-05-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent Operation of a Gap-tunable Flux Qubit
为了在实验中调节量子比特的带隙，我们用可调直流超导量子干涉器（DC-SQUID）代替了定义三结磁通量子比特性质的约瑟夫森结。我们观察到不同的间隙作为外部预偏置磁场和本地磁场的函数，通过高带宽的芯片上的控制线控制的DC-SQUID。持续电流和间隙行为与数值模拟结果一致。在样品设计阶段，我们在控制线上设置间隙的灵敏度。在一个量子比特动力学时间尺度上的几个GHz的调谐范围内，我们观察到相干系统动力学在简并点。
2010-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dispersive readout scheme for a Josephson phase qubit
我们提出了一个色散方案读出约瑟夫森相位量子比特的实验结果。一个电容并联的dc-SQUID被用作电感耦合到量子比特的非线性谐振器。我们通过测量从SQUID谐振器反射的微波脉冲的幅度和相位来检测量子比特的通量状态。通过这种低耗散的方法，我们将量子位状态测量时间减少到25微秒，这比使用通过将SQUID切换到其非零直流电压状态来执行的常规读出快得多。所演示的读出方案允许通过采用频分复用使用单个微波线读出多个量子比特。
2010-10-05 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Tunable Flux Qubit manipulated by fast pulses: operating requirements, dissipation and decoherence
由快磁通量脉冲操纵的双SQUID可以用作可调通量量子比特。在本文中，我们研究了量子比特操作的要求，并评估耗散和退相干由于一个典型的系统的操作。此外，我们讨论了使用集成的快速单通量量子逻辑进行量子位控制的可能性。
2006-02-20 cond-mat.supr-con
Decoherence of a two-qubit system with a variable bath coupling operator
我们研究了一个非对称双量子比特系统的退相干，该系统通过一个可调相互作用项耦合到一个公共浴或两个单独的谐振子浴。耗散动力学的评估使用布洛赫Redfield形式主义。结果表明，退相干效应的行为主要受与环境和温度耦合的量子比特算符之间的不同对称性的影响，而两种浴配置之间的差异很小。此外，它阐述了量子比特参数的小缺陷不会导致退相干率的急剧增强。
2005-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Single-Shot Readout of Macroscopic Quantum Superposition State in a Superconducting Flux Qubit
利用三个约瑟夫森结嵌入超导环中的超导量子比特的两个最低能态进行了单次读出实验。我们通过电流偏置的dc-SQUID的开关电流Isw来测量量子比特状态，dc-SQUID是围绕量子比特回路的量子检测器。量子位信号在SQUID的小Isw区域中测量，通常小于100 nA，其中Isw分布特别窄。所获得的单次激发数据表明，通过量子比特持续电流产生的通量，量子比特状态被读出为能量本征态而不是电流本征态。
2004-07-12 cond-mat.supr-con
Low-decoherence flux qubit
通量量子比特在简并点处可以具有相对长的退相干时间，但是远离该点，退相干时间通过退相而大大减少。这限制了磁通量子比特的实际应用。在这里，我们提出了一种新的量子位设计修改，从常用的通量量子位，通过引入一个额外的电容并联到较小的约瑟夫森结（JJ）的环路。我们的研究结果表明，噪声的影响可以得到很大的抑制，特别是远离简并点，通过降低耦合能量的JJ和增加并联电容。这种并联电容提供了一种改进量子位的新方法。
2007-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of flux qubit states with the help of a superconducting differential double contour interferometer
提出了利用超导差分双轮廓干涉仪（DDCI）观测磁通量子比特的量子态。磁通量子比特和超导量子干涉器件（DC-SQUID）在DDCI中通过波函数的相位而不是通过磁通量连接。由于这种相位耦合，DC-SQUID的临界电流应该在磁通量子比特状态变化时变化到最大值。临界电流和电压的大幅跳变使得能够连续观察通量量子位的状态随时间的变化。这一观测对于研究宏观量子态的叠加态具有重要意义。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Andreev Level Qubit
研究了嵌入在rf-SQUID中的透射量子点接触中的二能级Andreev束缚态系统的动力学行为。Andreev能级与循环超电流的相干耦合允许操纵和读出能级状态。导出了Andreev能级的二能级哈密顿量，研究了相互作用对感生通量量子涨落的影响。我们还考虑了量子位的电感耦合，并讨论了量子位操作和读出的相关SQUID参数。
2002-06-18 cond-mat.supr-con
Three qubit Grover's algorithm using superconducting quantum interference devices in cavity QED
提出了一种利用四能级超导量子干涉器件（SQUID）耦合到超导谐振腔实现三量子比特Grover算法的方案。该方案是基于谐振，非谐振腔场与SQUID的相互作用和经典微波脉冲的应用。我们表明，SQUID水平间距的调整过程中的门操作，绝热通道，和二阶失谐是不需要的，导致更快的实施。我们还表明，即使在存在能级衰减和腔耗散的情况下，也可以高保真地搜索标记态。
2013-08-21 cond-mat.supr-con quant-ph
UCSB final report for the CSQ program: Review of decoherence and materials physics for superconducting qubits
我们回顾了UCSB在理解超导量子比特退相干物理方面的进展。虽然在过去的5年中，许多退相干机制被研究和确定，最重要的是非晶双折射中的二能级态缺陷，非平衡准粒子产生的杂散红外线，和辐射到槽线模式。随着设计的改进，使用Xmon设计的集成电路transmons的性能现在接近世界纪录：这些器件在扩展到9个量子位时具有保持相干性的优势。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Self-oscillations in a superconducting stripline resonator integrated with a DC-SQUID
研究了铌超导带线谐振器与直流超导量子接口器件集成后的自持振荡。我们发现，无论是在这些振荡开始的功率阈值和振荡频率是周期性的，在所施加的磁通量通过SQUID环。一个理论模型，其中属性的SO在DC-SQUID的热不稳定性产生了很好的协议与实验结果。该通量相关非线性可用于量子位-SSR集成器件的量子态读取。
2009-07-19 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
Flux Qubits and Readout Device with Two Independent Flux Lines
本文报道了耦合到超导量子干涉仪（SQUID）读出器上的两个超导磁通量子比特的测量结果。两个芯片上的通量偏置线允许三个元件中的任何两个元件的独立通量控制，如二维量子位通量图所示。微波的应用产生单量子位激发态的1-和2-光子驱动的频率-通量色散曲线，并且单量子位态的相干操纵导致拉比振荡和拉姆齐条纹。这种架构应该可以扩展到单个芯片上的许多量子位和SQUID。
2005-01-29 cond-mat.supr-con
Decoherence and Rabi oscillations in a qubit coupled to a quantum two-level system
在本文中，我们回顾了我们最近的一些结果的问题，一个量子比特耦合到一个量子二能级系统。我们考虑退相干动力学和量子比特对振荡外场的响应。
2006-04-20 cond-mat.supr-con
