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
Long-range and selective coupler for superconducting flux qubits
提出了一种利用量子化约瑟夫森结谐振腔和微波辐射实现超导磁通量子比特耦合的方案。该结被用作可调谐电感，通过改变流经结的偏置电流来控制，因此电路作为可调谐谐振器工作。这使我们能够使任何量子位与谐振器相互作用。量子比特间的纠缠是由微波辐射引起的双光子拉比振荡而形成的，其中两个量子比特的能级分裂满足一定的条件。由于谐振腔的尺寸可以达到亚毫米级，并且量子比特通过互感与谐振腔相互作用，我们的方案使得构建包含远程量子比特的量子门成为可能
2007-05-23 cond-mat.supr-con
Role of relaxation in the quantum measurement of a superconducting qubit using a nonlinear oscillator
我们分析了测量过程中超导磁通量子比特的弛豫。量子比特状态的测量与非线性振荡器驱动跨越阈值的分叉，作为一个开关色散检测器。该读出方案是量子非破坏型的。两个连续的读出用于分析测量期间量子比特和检测器的演化。我们引入一个简单的跃迁率模型来描述量子比特弛豫和探测器切换过程。校正量子位弛豫后，读出保真度至少为95%。量子比特弛豫强烈地依赖于驱动强度和振子的状态。
2008-09-30 cond-mat.supr-con
Many-body effects of two-level systems in superconducting qubits
该研究将超导量子比特中的两能级系统建模为局域软玻色模式，发现单个两能级系统可放大约瑟夫森能量并显著影响量子比特的 $T_1$ 时间，从而揭示了超导元件特有的退相干机制。
2025-03-11 cond-mat.supr-con
Characterization of a fabrication process for the integration of superconducting qubits and RSFQ circuits
为了将超导量子比特与快速单通量量子（RSFQ）控制电路集成，有必要开发一种同时满足两种元件要求的制造工艺：低临界电流密度，非常低的工作温度（数十毫开尔文）和量子比特侧的低耗散;高工作频率，大稳定裕度，RSFQ侧的低耗散功率。为此，VTT开发了一种基于Nb三层技术的制造工艺，即使在非常低的温度下也可以实现超导量子位和RSFQ电路的片上集成。在这里，我们提出的表征（在4.2 K）的过程中，从约瑟夫森设备的角度来看，他们是适合建立集成的超导量子比特。
2006-04-24 cond-mat.supr-con
Implementation of the three-qubit phase-flip error correction code with superconducting qubits
我们在超导量子比特实现的框架下研究了三量子比特纠错码的性能。这样的码可以在失相误差的情况下完美地恢复量子态，但仅在失相速率低的情况下。然而，在以前的工作中的数值研究表明，即使在存在高错误概率的情况下，在存储和处理过程中，该代码也确实增加了编码状态的保真度。在这项工作中，我们给出了这样的代码的保真度的解析表达式。我们考虑两个具体的计划，量子比特-量子比特相互作用的超导系统中实现;一个$σ_zσ_z$耦合和一个腔介导耦合。考虑到这些实现，并考虑存储和处理过程中的错误，我们计算了允许的最大操作时间，以便仍然从代码中受益。我们表明，这一限制可以达到目前的技术。
2008-03-12 cond-mat.supr-con
Macroscopic Many-Qubit Interactions in Superconducting Flux Qubits
超导磁通量子比特被用来研究宏观多量子比特相互作用。基于电流态的多量子比特态可以通过每个超导回路中的电流-相位关系来操纵。对于由$N$量子比特环组成的磁通量子比特系统，根据量子比特的低能级和多量子比特态之间的宏观量子隧穿，给出了低能哈密顿量的一般表达式.通过{ \em伊辛型-或隧道-}交换相互作用分类的多量子位相互作用可以通过实验观察到。通量量子比特系统可以提供各种人工自旋系统来研究自然无法找到的多体系统。
2007-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Zeno effect with a superconducting qubit
研究了用超导量子比特验证量子芝诺效应的详细方案。超导量子比特受到频谱为1/f的退相噪声的影响，因此超导量子比特的衰减过程由于1/f噪声的无限相关时间而表现出自然的非指数行为。由于投影测量可以很容易地影响具有这种非指数特性的衰变动力学，超导量子比特是一个有希望观察量子芝诺效应的系统。我们研究了一系列投影测量如何改变退相过程，并提出了用超导量子比特观察量子芝诺效应的实验方法。在现有技术下，我们的预测是有可能实现的。
2010-10-06 cond-mat.supr-con 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
A metastable superconducting qubit
我们提出了一个超导量子位的设计，基于一个可调谐的RF-SQUID和纳米线动力学电感器，它有一个显着减少的横向电磁耦合到它的环境，使其激发态应该是亚稳态。如果电磁相互作用实际上是超导量子比特当前激发态衰减速率的原因，那么这种设计应该会导致量子比特寿命比目前可能的寿命长几个数量级。此外，由于超导量子位的精确操纵和读出目前受到自发衰变的限制，因此利用这种设计可以实现高得多的结晶度。
2009-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A proposal for realizing a 3-qubit controlled-phase gate with superconducting qubit systems coupled to a cavity
提出了一种利用超导量子比特系统耦合到腔体中实现3量子比特量子相位控制门的方法。该方案不需要调整量子位能级间距或相同的量子位-腔耦合常数。此外，由于仅应用谐振相互作用，因此可以在$\sim $ 10纳秒内快速执行门控。这个提议是相当普遍的，它可以应用于各种类型的超导量子比特，被困在腔中的原子，或耦合到谐振器的量子点。
2012-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Interaction-free measurements with superconducting qubits
描述了一种用于由超导量子比特和读出约瑟夫森结组成的量子线路的无相互作用测量协议。通过测量量子位的状态，可以确定在先前时间通过电路的电流脉冲的存在，而量子位和脉冲之间没有任何能量交换。
2008-04-03 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent Control of a Superconducting Qubit with Dynamically Tunable Qubit-cavity Coupling
我们演示了耦合到超导共面波导谐振器的超导量子比特的相干控制和测量，该超导共面波导谐振器具有动态可调的量子比特-腔耦合强度。拉比振荡测量几个耦合强度，表明量子位跃迁可以关闭的因素超过1500。我们展示了如何通过快速通量脉冲在关闭状态下仍然可以访问量子位。我们用同步快通量脉冲在设备上进行脉冲延迟测量，并观察到$T_1$和$T_2$时间分别为1.6和1.9 $μ$ s。这项工作演示了如何将这种量子比特纳入量子计算架构。
2011-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Protocol for universal gates in optimally biased superconducting qubits
我们提出了一个新的实验协议，用于在由固定的片上线性电抗耦合的超导量子比特寄存器中执行通用门。量子比特具有固定的失谐拉莫尔频率，并且在整个门操作期间可以保持偏置在其最佳工作点，在该最佳工作点处，由于控制参数的波动引起的退相干被抑制到一阶。双量子比特门通过以适当的幅度和相位在其各自的拉莫尔频率下同时照射两个量子比特来执行，而单量子比特门通过通常的单量子比特照射脉冲来执行。
2004-12-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Encoding a qubit with Majorana modes in superconducting circuits
马约拉纳费米子是人们长期寻找的奇异粒子，它们是自己的反粒子。在这里，我们建议利用超导电路来构建两个超导量子比特阵列，其中Majorana模式可以发生。一个所谓的马约拉纳量子比特是通过使用不成对的马约拉纳模式来编码的，这种模式出现在马约拉纳费米子表示中链的左右两端。我们还显示了这个马约拉纳量子比特的自旋表示和它的优势，在一个单一的超导量子比特，关于量子相干性。此外，我们建议使用四个超导量子比特作为最小的系统来演示编织的马约拉纳模式，并显示如何编织马约拉纳之前和之后的状态可以区分。
2014-09-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Implementation of adiabatic Abelian geometric gates with superconducting phase qubits
基于超导相位量子比特系统中的非简并能量本征态，我们发展了一种绝热阿贝尔几何量子计算策略。在模拟超导相位量子比特电路中存在热涨落的情况下，对所设计的量子门的保真度进行了评估，发现其对随机误差具有相当的鲁棒性。此外，还阐明了设计的绝热演化中的Berry相可以通过为超导量子比特开发的量子态层析成像直接检测。
2007-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Processing Quantum Information in Hybrid Topological Qubit and Superconducting Flux Qubit System
研究了一个由Majorana型半导体纳米线和超导磁通量子比特组成的复合系统。研究发现，这两个子系统之间的耦合可以通过电学方法控制，为实现基于Majorana拓扑的π/8相位门提供了一种方便的方法.我们还提出了一个利用朗道-齐纳跃迁将信息从通量量子比特转移到拓扑量子比特的方案。此外，我们还提出了一种名为top-flux-flux的拓扑结构来检索存储在拓扑量子比特中的信息。随着两个拓扑量子比特纠缠的演示，利用这种混合系统进行量子信息处理是非常有希望的。
2012-12-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent operation of superconducting flux qubits
研究了微波辐射下耦合超导磁通量子比特的量子操作。磁通量子比特可以描述为磁偶极矩在弱微波场振幅的限制符合通常的实验情况。利用耦合量子比特在微波场中的哈密顿量，我们证明了强耦合可以实现高性能的受控非门操作。从实际的量子计算出发，分析了微波对相位耦合量子比特开关函数的影响。
2009-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting qubits
从物理学家的角度来看，量子计算研究中最有趣的部分可能是探索量子世界和经典世界之间边界的可能性。所涉及的结构越宏观越好。到目前为止，在实验室中研究的最“宏观”的量子比特原型是某些类型的超导量子比特。为了感受这些系统的宏观程度，量子叠加中的通量量子比特的状态对应于由超导回路中反向流动的10^5-10^6个电子组成的电流。到目前为止，实现的非超导量子比特基本上都是微观的。
2008-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Geometrical dependence of low frequency noise in superconducting flux qubits
本文采用一种直接测量复合约瑟夫森结超导磁通量子比特低频（10 Hz以下）磁通噪声的通用方法，对85个不同设计的器件进行了研究。在具有相同设计的量子位组之间的通量噪声的变化被观察到是小的。然而，通量噪声的水平在量子位设计之间系统地变化，强烈依赖于量子位布线长度和布线宽度。此外，在超导接地层上制造的量子比特比没有这种层的量子比特产生更低的噪声。这些结果支持了量子比特布线附近的局部磁性杂质是超导器件中低频磁通噪声的关键来源的假设。
2008-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Using Superconducting Qubit Circuits to Engineer Exotic Lattice Systems
我们提出了一种基于超导量子比特和谐振器的架构，用于实现各种奇异的晶格系统，如自旋和哈伯德模型在更高或分形维数和更高的属拓扑结构。自旋系统自然地使用量子比特来实现，而超导谐振器可以用于实现玻色-哈伯德模型。这些设计的基本要求，例如任意量子位对之间的可控相互作用，最近已经在实验室中实现，使我们的建议在当前技术下可行。
2010-11-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Two-qubit gate operations in superconducting circuits with strong coupling and weak anharmonicity
我们从理论上研究了在两个耦合超导量子比特系统中实现两个量子比特门的问题。特别是，我们在耦合强度与量子位的非谐性相当甚至更大的条件下分析了两量子位门操作。通过数值求解含时的薛定谔方程，得到了在量子比特-量子比特直接耦合和间接耦合两种情况下，两量子比特门的保真度与系统参数的关系.我们的数值结果可以用来确定“安全”的参数制度，在这些系统中实验实现高保真度的双量子比特门。
2012-08-21 cond-mat.supr-con quant-ph
High coherence hybrid superconducting qubit
我们测量了一种新的超导量子比特{ \em低阻抗通量量子比特}的相干性，发现了$T_2^* \sim T_1 \sim 1.5μ$。它是一个三结通量量子比特，但结临界电流的比例被选择为使量子比特的势具有单阱形式。其大分流电容的低阻抗保护其免受退相干。该量子比特具有适度的非谐性，与所有其他流行的量子比特设计相比，其符号是相反的。量子位以$λ/2$配置电容耦合到高Q谐振器，这允许量子位的状态被分散地读出。
2010-03-16 cond-mat.supr-con quant-ph
Fast quantum gate with superconducting flux qubits coupled to a cavity
我们提出了一种快速实现双量子比特控制相位门的方法，该方法将超导磁通量子比特耦合到腔体中。该提议的一个显著特征是，由于仅使用量子比特-腔共振相互作用和量子比特-脉冲共振相互作用，因此与先前的提议相比，门可以更快地执行。该提议不需要在门操作期间调整量子比特水平间距。此外，该提议既不需要量子位参数的均匀性，也不需要量子位在腔中的精确放置。
2012-07-29 cond-mat.supr-con quant-ph
A perspective on semiconductor-based superconducting qubits
在演示了可通过电气手段完全调谐的基于半导体的约瑟夫森结之后，为混合半导体-超导体量子比特的研究开辟了新的路线。这些包括基于自旋的transmon量子比特，单自旋Andreev量子比特和基于Majorana零模式的容错拓扑量子比特。从这个角度来看，我们回顾了最近的进展，朝着这种新颖的量子位设计的道路。经过一个简短的介绍和一个简短的题外话的历史路线图，导致了实验的最先进的，重点放在超导量子比特的基础上半导体纳米线
2020-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable coupling in circuit quantum electrodynamics with a superconducting V-system
超导量子比特的最新进展已经证明了这些器件在未来量子信息处理中的潜力。量子计算的一个期望特征是量子位相互作用以及量子位能量的独立控制。我们展示了一种新型的超导电荷量子比特，它具有V形能谱，并使用量子干涉来提供对量子比特能量和偶极耦合到超导腔的独立控制。我们展示了动态访问强耦合制度调谐耦合强度从小于200 kHz到超过40 MHz。这种可调谐耦合可以用于保护量子位免受腔诱导的弛豫，并避免多量子位系统中不必要的量子位-量子位相互作用。
2010-11-18 cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement and Bell States in Superconducting Flux Qubits
我们从理论上研究了两个超导磁通量子比特中的宏观量子纠缠。为了操纵两个磁通量子比特的状态，在耦合量子比特的连接环中引入了约瑟夫森结。增加约瑟夫森结的耦合能量使得有可能实现量子位之间相对强的耦合，从而导致两个量子位的隧穿过程甚至在两个量子位的状态下比单量子位的隧穿过程占主导地位。结果表明，由于双量子比特隧穿过程，耦合磁通量子比特的基态和激发态都可以是Bell型态，并具有最大纠缠。根据磁通量和约瑟夫森耦合能讨论了贝尔态的参数区域。
2007-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Simple quantum error detection and correction for superconducting qubits
我们分析了简单的量子错误检测和量子纠错协议相关的超导量子比特的电流实验。我们证明了对于具有能量弛豫的量子比特，重复N量子比特码不能用于量子纠错，但可以用于量子检错。在后一种情况下，仅使用两个量子比特进行编码就足够了。在分析中，我们展示了一种有用的技术，解开量子位能量弛豫到“松弛”和“无松弛”的情况。此外，我们提出并数值分析了几个双量子比特算法的量子错误检测/校正，这可以很容易地实现在当今水平的相位量子比特技术。
2012-05-08 cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement of superconducting qubits via microwave fields: classical and quantum regimes
本文用解析和数值方法研究了两个固定耦合的量子比特在量子场或经典场照射下的问题。在经典的情况下，我们推导出一个有效的哈密顿量，并构造复合脉冲序列导致一个CNOT门。在量子情形下，我们证明了在很低的功率（一个量子的激发）下驱动系统可以获得量子比特-量子比特-光子的多粒子纠缠和最大纠缠的两个量子比特态。我们的结果可以应用到各种系统的两个超导量子比特耦合到谐振器。
2008-12-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Suppression of Tunneling in a Superconducting Persistent-Current Qubit
我们考虑一个由三结超导环组成的超导持续电流量子比特，它位于外加磁场中。我们表明，通过选择适当的场，约瑟夫森耦合和偏移电荷，我们可以完美地抑制两个相反方向的循环电流状态之间的隧穿，导致两个量子比特状态之间的分裂消失。抑制出现沿不同路径的隧道之间的干扰，并且类似于先前预测的半整数自旋的磁性粒子。
2007-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Quantum Codes for Simplifying Design and Suppressing Decoherence in Superconducting Phase-Qubits
我们引入简单的量子比特编码和逻辑门，消除了超导相位量子比特中某些困难的单量子比特操作的需要，同时保持了普遍性。最简单的编码是每个逻辑量子比特使用两个物理量子比特。提出了用于其实现的两种架构：一种采用N个物理量子位，其中N/2是固定在量子位中的附属物。|1>状态，另一个采用N/2+1个物理量子位，其中一个是连接到所有其他量子位的总线量子位。给出了通用编码逻辑操作的最小集合的细节，以及需要纳秒脉冲的再耦合方案。给出了一种推广到具有更高的逻辑量子比特/物理量子比特比的码。兼容的消相干和噪声抑制策略进行了讨论。
2002-09-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting Nanocircuits for Topologically Protected Qubits
为了成功实现量子计算机，它的构建块（量子比特）应该同时是可扩展的，并充分免受环境噪声的影响。最近，已经提出了一种新的方法来保护超导量子比特。这个想法是为了防止在“硬件”层面上的错误，通过建立一个无故障（拓扑保护）的逻辑量子比特从“故障”的物理量子比特与适当的工程相互作用。已经预测，受保护的逻辑量子比特与局部噪声的解耦将随着物理量子比特的数量呈指数增长。在这里，我们报告的概念验证实验的原型设备，其中包括由纳米级约瑟夫森结制成的12个物理量子位。我们观察到，由于适当调谐的量子涨落，这个量子比特受到保护，免受磁通量变化远远超过线性秩序，与理论预测一致。这些结果证明了拓扑保护超导量子比特的可行性。
2008-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum theory of the low-frequency linear susceptibility of interferometer-type superconducting qubits
我们使用密度矩阵方法分析了干涉型超导量子比特与高质量储能电路的相互作用，其频率远低于量子比特的带隙频率。我们从超导磁通量和电荷量子比特的基态特性开始。然后，利用修饰态方法，我们描述了量子比特在被调谐到带隙频率的微波场辐照时的光谱。本文的最后一部分是专门用于连续监测量子比特状态，通过使用DC SQUID在感应模式。
2008-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable Superconducting Qubits with Flux-Independent Coherence
研究了低频磁通量噪声对不同可调谐度的超导transmon量子比特的影响。我们发现，具有较弱的可调谐性的量子位表现出失相，是不太敏感的磁通噪声。这种见解被用于制造量子位，其中由于通量噪声引起的失相被抑制在其他失相源之下，导致在~340 MHz的可调谐范围内的通量无关的失相时间T2* ~ 15 us。这种可调量子位有可能创建高保真、容错的量子位门，并从根本上提高量子处理器的可扩展性。
2017-02-21 cond-mat.supr-con quant-ph
SWAP gate between a Majorana qubit and a parity-protected superconducting qubit
高保真度的量子信息处理需要快速门和长寿命量子存储器的组合。在这项工作中，我们提出了一种混合架构，其中奇偶保护的超导量子位直接耦合到马约拉纳量子位，它扮演着量子存储器的角色。超导量子位是基于一个$π$ -周期性约瑟夫森结实现与栅极可调半导体线，其中个别库珀对的隧穿被抑制。其中一条线还包含四个定义量子位的马约拉纳零模式。我们证明，这使得实现的SWAP门，允许之间的拓扑和常规量子比特的量子信息的转导。这种架构结合了快速门，这可以实现与超导量子位，与拓扑保护马约拉纳内存。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Landau-Zener-Stückelberg Spectroscopy of a Superconducting Flux Qubit
提出了一种测量超导磁通量子比特能谱的新方法。与传统的频谱方法不同，该方法利用短三角脉冲驱动量子比特通过反交叉，产生朗道-齐纳-施托克堡干涉图样，从中提取能谱信息。不安装微波线，可以简化实验装置，减少不必要的噪声影响。此外，该方法可以应用于其他量子系统，从而打开了用线性脉冲校准和操纵量子比特的可能性。
2010-09-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Multiplexing Superconducting Qubit Circuit for Single Microwave Photon Generation
我们报告的设备，集成八个超导transmon量子位在λ/4超导共面波导谐振器从一个共同的馈线馈电。使用这种多路复用架构，每个谐振器和量子位都可以单独寻址，从而减少了所需的硬件资源，并允许通过光谱方法对其进行单独表征。测量的器件参数与设计值一致，谐振器和量子比特表现出良好的相干性和强耦合，当与谐振器共振时，量子比特的弛豫速率由Purcell效应控制。我们的分析表明，该电路是适合于产生单微波光子的需求与效率超过80%。
2016-09-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Large Dispersive Shift of Cavity Resonance Induced by a Superconducting Flux Qubit in the Straddling Regime
我们证明了在跨跃状态下，电容耦合超导磁通量子比特在共面波导谐振腔中引起的色散频移的增强。所观察到的位移的幅度，80 MHz的量子位谐振器失谐5 GHz，定量解释的广义Jaynes-Cummings模型，考虑到量子位更高的能级的贡献。通过将增强的色散位移应用于量子比特读出，我们实现了90%的拉比振荡对比度，这主要是由量子比特的能量弛豫限制的。
2012-10-31 cond-mat.supr-con quant-ph
Measurement-based Synthesis of multi-qubit Entangled States in Superconducting Cavity QED
可以通过耦合到微波传输线谐振器的超导量子位的色散集体QND测量来生成纠缠的多量子位状态。使用量子轨道方法，我们分析了随机测量痕迹，将在实验中观察到的。我们说明了三个量子比特的W-和GHZ-状态的合成，我们分析了如何保真度和纠缠在测量过程中的时间演变。我们讨论了退相干和弛豫的影响，以及不完善的控制实验参数。我们表明，所需的状态可以产生的时间尺度上快得多的量子比特退相干率。
2009-02-03 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
Superconducting qubit network with controllable nearest neighbor coupling
我们研究了具有可切换最近邻耦合的环形电荷量子比特网络的设计和功能。量子位耦合是通过在量子位环的交叉点放置大的约瑟夫森结并选择性地施加偏置电流来实现的。该网络是可扩展的，并且使得执行通用的量子门集合成为可能。耦合方案允许在每个量子比特的电荷简并点处进行栅极操作，并且也适用于电荷相位量子比特。包括在用于量子位读出的量子位回路中的附加约瑟夫森结也可以用于量子位耦合。
2005-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic-Field-Compatible Superconducting Transmon Qubit
我们提出了一种基于混合超导体的超导量子比特器件，它在高达1 T的磁场下保持相干。量子位跃迁频率表现出随磁场的周期性振荡，这与由于穿过邻近化的半导体纳米线结的截面的磁通量而引起的干扰效应一致。随着诱导超导的复苏，在高磁场下出现了额外的相干模式，我们将其归因于量子比特和低能Andreev态的相互作用。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parametric coupling for superconducting qubits
我们提出了一个方案，耦合两个超导电荷或磁通量子比特偏置在其对称点与不等能量分裂。以两个量子位的两个频率之和或之差调制两个量子位之间的耦合常数可以使它们在旋转框架中产生共振。接通和断开调制相当于接通和断开耦合，这可以以纳秒速度实现。我们讨论了这个想法的各种物理实现，并发现我们的方案可以导致两个量子比特门的快速操作。
2006-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Energy relaxation of superconducting charge qubit via Andreev processes
研究了超导电荷量子比特在大能隙库珀对盒$Δ_b > Δ_r$中能量弛豫速率的基本限制。在盒$Δ_b$和库$Δ_r$中的带隙能量之间足够大的失配时，即使库中存在非平衡准粒子，“准粒子中毒”也变得无效。由于高阶（Andreev）过程，量子位弛豫仍然可能发生。在本文中，我们评估量子比特的能量弛豫率由于Andreev过程。
2007-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parametric control of a superconducting flux qubit
利用双频微波脉冲实现了超导磁通量子比特的参数控制。我们已经观察到拉比振荡源于量子比特状态之间的参数跃迁时，两个微波频率之和或它们之间的差异匹配量子比特拉莫尔频率。我们还观察到多光子拉比振荡对应于一个到四个光子共振，通过施加单频微波脉冲。在这项工作中所展示的参数控制拓宽了控制量子比特的微波频率范围，并为探索非线性量子现象提供了高质量的试验场。
2005-08-19 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
Macroscopic tunnel splittings in superconducting phase qubits
基于约瑟夫森结的量子比特相干时间对于量子计算来说太短了。最近探测超导相位量子比特的实验揭示了以前在跃迁能谱中看不到的精细分裂。这些分裂被归因于新的微观自由度（微谐振器），一个以前未知的退相干源。我们表明，宏观共振隧穿在极不对称的双势阱的相位量子比特可以有观测结果，是惊人的相似的观测数据。
2005-05-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent oscillations in a superconducting tunable flux qubit manipulated without microwaves
我们用纳秒长的磁通量脉冲来操纵可调谐超导磁通量子比特的能量势，实验证明了这种量子比特的相干振荡。两个持续电流状态的占据概率振荡的频率范围从6 GHz到21 GHz，可调通过磁通脉冲的振幅。所展示的操作模式允许实现量子门，其花费小于100 ps的时间，因此与其他超导量子比特相比快得多。这种类型的量子位的另一个优点是它对热和磁场波动都不敏感。
2008-09-08 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Tunable coupling of superconducting qubits
我们研究了一种利用电流偏置的约瑟夫森结（CBJJ）作为超导量子比特的可调谐耦合器的LC电路。通过调制偏置电流，结可以被调谐进入或退出共振，并与耦合到它的量子比特纠缠。因此，人们可以通过介导纠缠来实现双量子比特操作。我们考虑CBJJ和电荷相位量子比特的例子。一个简单的再耦合方案导致推广到任意量子位设计。
2003-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Theory of measurement crosstalk in superconducting phase qubits
分析了电容耦合超导磁通偏置相位量子比特测量中的串扰误差机理。在测量第一量子位之后超导相的阻尼振荡可能显著地激发第二量子位，导致其测量误差。第一个量子位，在测量后被高度激发，被经典地描述。第二个量子位被经典地和量子力学地处理。分析的结果被用来找到一个给定的测量误差概率的容许值的耦合电容的上限（从而限制两个量子位操作的频率）。
2006-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Full protection of superconducting qubit systems from coupling errors
在超导电路中实现的固态量子比特具有极高的可扩展性。然而，强退相干可以通过耦合各个量子位的电路的各种元件转移到量子位，特别是当在长距离上实现耦合时。我们在这里提出了一个编码，提供充分的保护，防止错误源自这些耦合元件，超导量子位链与最近邻各向异性XY相互作用。还可以看出，编码提供了部分保护，以防止来自一般电子噪声的错误。
2005-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave-induced coupling of superconducting qubits
研究了微波辐射下两个耦合超导量子比特系统的量子动力学行为。我们发现，当量子比特运行在电荷共简并点时，系统的量子演化可以用一个新的有效哈密顿量来描述，该有效哈密顿量具有两个耦合的量子比特的形式，它们之间的耦合是可调的。该哈密顿量可用于宏观纠缠的实验测试和实现量子门。
2008-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Nondestructive readout for a superconducting flux qubit
我们提出了一种新的读出方法的超导磁通量子比特，基于测量的约瑟夫森电感的超导量子干涉装置，电感耦合到量子比特。本征通量检测效率和反作用适合于量子位的量子态的快速和非破坏性确定，如在量子计算机中读出多个量子位所需的。我们对通量量子比特进行了光谱分析，并测量了80 $μs$量级的弛豫时间。
2004-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
