Solitonic Andreev spin qubits from Andreev states in Corbino Josephson junctions
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC（马德里材料科学研究所）
该研究提出了一种基于孤子Andreev束缚态的新型超导自旋量子比特SASQ，通过孤子推移实现单量子比特操作，结合了Andreev和几何自旋量子比特的特性。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall
Noise and the Measurement Process for a Circular Josephson Array Qubit
我们讨论了由约瑟夫森结的圆形阵列组成的电荷量子比特。我们所考虑的两能级系统通过更高阶的隧穿过程耦合两个电荷态，从而使得有可能实现长的弛豫时间。使用自旋玻色子哈密顿量，我们估计退相干由于欧姆以及1/f噪声。通过研究量子比特的密度矩阵和测量电荷的电容耦合单电子晶体管来模拟量子力学测量过程。
2003-04-23 cond-mat.mes-hall
Dephasing of Josephson qubits close to optimal points
约瑟夫森量子比特的退相干可以通过将它们的参数调整到最佳操作点来大幅减少，只有二次耦合到波动。我们分析了由于1/f噪声引起的两能级系统的失相，从最佳点失谐，即，交叉的线性耦合制度，无论是自由感应衰减和自旋回波实验。文中还讨论了几种噪声源的影响。
2005-12-29 cond-mat.mes-hall
Flux-tunable parity-protected qubit based on a single full-shell nanowire Josephson junction
本文利用全壳纳米线约瑟夫森结的通量可调性，在接近一个通量量子时实现从gatemon到宇称保护区域的调谐，提出一种具有抗退相干保护的新型量子比特，并估计了相干与弛豫时间。
2025-06-23 cond-mat.mes-hall
Implementation of the Deutsch-Jozsa algorithm with Josephson charge qubits
本文研究了在约瑟夫森电荷量子比特系统中实现Deutsch-Jozsa算法的简单固态量子计算机的实现。从一个程序开始执行一个量子位的Deutsch-Jozsa算法，我们展示了如何N量子位版本的伯恩斯坦-Vazirani算法可以实现。为了实现三量子比特的Deutsch-Jozsa算法，我们详细研究了一种允许产生纠缠态的设置。
2001-12-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Decoherence and 1/f noise in Josephson qubits
我们提出并研究了一个模型的退相由于环境中的微扰波动。我们将我们的分析应用于约瑟夫森量子比特的退相干，由衬底中存在的背景电荷引起，这也是1/f噪声的原因。环境的离散性导致了许多新的特征，这些特征对于缓慢移动的电荷最为显著。在远离简并的情况下，该退相模型得到了精确解。
2002-05-29 cond-mat.mes-hall
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
Description of interface between semiconductor electrostatic qubit and Josephson junction in tight binding model
描述了超导约瑟夫森结与耦合半导体量子点中基于位置的量子比特之间的界面，为超导量子计算机与半导体量子计算机之间的静电界面奠定了基础。利用最小紧束缚模型研究了约瑟夫森结中的Andreev束缚态在半导体量子位的存在及其与超导量子位的静电相互作用下的变化.所获得的分析结果允许在半导体量子计算机和超导量子计算机之间创建接口。他们打开了构建QISKIT的前景，就像软件一样，将描述两种类型的量子计算机及其接口。关键词：静电纠缠，半导体-超导量子计算机接口，紧束缚BdGe方程，解析解，拓扑态，混合量子计算机
2020-05-07 cond-mat.mes-hall
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
Amplitude and phase effects in Josephson qubits driven by a biharmonic electromagnetic field
我们研究了双谐控制场作用下量子比特动力学和激发态布居的振幅和相位效应。结果表明，双谐驱动场对准能级交叉和多光子跃迁行为有重要影响。此外，量子比特激发态布居的干涉图案对信号参数敏感。我们讨论了利用这些效应操纵量子比特状态和校准纳秒脉冲的可能性。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall
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
On the Harmonic approximation for large Josephson junction coupling charge qubits
利用变分方法研究了大约瑟夫森结与电荷量子比特相互作用系统的谐波近似。通过数值计算和解析处理，可以精确地给出HA工作的条件，以控制通过与大结耦合的谐振子（HO）哈密顿量实现双量子比特量子逻辑门的参数.
2004-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effect of Two Level System Saturation on Charge Noise in Josephson Junction Qubits
我们证明了约瑟夫森量子比特中的电荷噪声$S_Q$可以通过在衬底中使用平坦态密度来波动具有电偶极矩的二能级系统（TLS）来产生。在高频处，电荷噪声的频率和温度依赖性取决于电磁通量$J$与临界通量$J_c$的比率$J/J_c$。没有广泛认识到，小量子位中的TLS可以容易地被$J/J_c\gg 1$强烈饱和。我们的结果与实验结论一致，即$S_Q\sim 1/f$在低频和$S_Q\sim f$在高频。
2007-07-10 cond-mat.mes-hall
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
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
Dual relaxation oscillations in a Josephson junction array
本研究发现一维约瑟夫森结阵列中存在与单结振荡电路对偶的弛豫振荡，通过对偶电路定量解释其动力学及偏置依赖，验证注入锁定可产生电流平台，并用热模型阐明弛豫阶跃机制。
2024-08-14 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
Andreev spin qubits bound to Josephson vortices in spin-orbit coupled planar Josephson junctions
本文提出了一种基于自旋轨道耦合的平面约瑟夫森结中的涡流自旋量子比特，通过磁通量驱动实现单量子比特门，并利用cQED技术进行读出，同时减少设备复杂性。
2025-12-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Possible realization of Josephson charge qubits in two coupled Bose-Einstein condensates
我们证明了两个耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在零温下可以实现一个量子比特，它是约瑟夫森电荷量子比特的对应物。这两个BEC是弱耦合的，并被限制在一个不对称的双阱陷阱中。当系统的“充电能量”远大于约瑟夫森能量，并且系统在简并点附近偏置时，两个BEC表示具有仅相差一个原子的两个状态的量子比特。简要讨论了BEC量子比特在实际BEC实验中的实现。
2002-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft quant-ph
Period-doubling-bifurcation readout for a Josephson qubit
基于外泵浦非线性谐振电路中的参量倍周期分岔，提出了一种阈值检测器及其工作原理。交流驱动的谐振电路包括一个直流电流偏置的约瑟夫森结，确保参数频率转换（倍周期分岔），由于其二次非线性。在驱动的半频处的振荡的急剧开始允许检测有效电感的小变化，并且因此允许读出耦合的约瑟夫森量子位的量子态。比较了该电路与常规约瑟夫森分岔放大器的分岔特性，并讨论了其可能的优点。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Decoherence due to telegraph and 1/f noise in Josephson qubits
研究了约瑟夫森量子比特中随机电报和1/f噪声引起的退相干。我们说明高斯和非高斯效应之间的差异，在不同的工作点和不同的协议。固有的非高斯和非马尔可夫低频噪声的特征可以解释在光谱学和基于电荷的器件的动力学中观察到的丰富的物理。
2004-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dephasing of coupled qubit system during gate operations due to background charge fluctuations
先前已经提出了一种可以基于超导纳米电路构建的量子计算机。我们研究了背景电荷涨落对用于这种计算机的耦合约瑟夫森电荷量子比特系统的影响。在以前的工作中，背景电荷涨落被发现是一个重要的退相通道的一个约瑟夫森量子比特。研究了约瑟夫森电荷量子比特系统电荷简并点处偏压涨落的影响。所评估的量是量子位的密度矩阵的栅极保真度和对角元素。涨落导致门误差，然而随着量子比特系统之间的相互作用的增加，量子门操作变得更加精确。
2004-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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 two-level systems in Josephson junctions as naturally formed qubits
自然存在于约瑟夫森结中的二能级系统是超导相位量子比特运行的主要障碍。由于这些TLS可以具有非常长的退相干时间，我们表明，这样的TLS本身可以被用作量子比特，允许一个良好的控制初始化，通用的量子门集，和读出。因此，单个电流偏置的约瑟夫森结（CBJJ）可以被视为多量子位寄存器。它可以耦合到其他CBJJ，以允许将量子门应用于系统中的任意一对量子位。我们的结果为实现超导量子信息处理提供了一种新的途径。
2006-08-18 cond-mat.mes-hall 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
Charge qubit driven via the Josephson nonlinearity
我们研究了电荷量子比特中由于强微波通量驱动和周期约瑟夫森势之间的相互作用而出现的新的非线性现象。我们首先分析了系统的线性Landau-Zener-Stückelberg模型，并显示其不足之处，在一个驱动周期内的几个Landau-Zener交叉的周期系统。在实验上，我们用LC腔探测被驱动量子比特的准能级，这需要使用线性响应理论。我们还表明，我们的数值计算与实验数据吻合得很好。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase-dependent quasiparticle tunneling in Josephson junctions: Measuring the cos-phi term with a superconducting charge qubit
我们研究准粒子隧穿的库珀对盒，这是嵌入在超导环，以允许控制的总相位差的岛屿。相位影响岛的不同电子数宇称态之间的跃迁速率，这可以通过既定的手段在实验中观察到。相位依赖性还导致了经典约瑟夫森结的隧穿特性中的所谓cos-phi项。几十年来，这种效应一直存在争议;拟议中的方案开辟了一种独立的方式来探索它。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall
Supercurrent tuning of the Josephson coupling energy
Northwestern University（西北大学）
通过超流电流调节约瑟夫森耦合能量，实现无磁通环的量子比特频率调节，降低磁噪声影响。
2025-07-18 cond-mat.mes-hall
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
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
Josephson junction microwave modulators for qubit control
我们展示了基于约瑟夫森结的双平衡混频器和移相器电路，工作在6-10 GHz，并集成这些组件来实现单片幅度/相位矢量调制器和正交混频器。这些器件由通量信号驱动，不消耗芯片上的功率，输入饱和功率超过1 nW，并为超导量子位的集成控制提供低温微波调制解决方案。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Transport theory for topological Josephson junctions with a Majorana qubit
我们构建了一个半经典理论的拓扑结的运输从微观哈密顿量，全面包括马约拉纳量子比特之间的相互作用，约瑟夫森阶段，和耗散过程。利用路径积分方法，我们导出了一组半经典运动方程，可以用来计算约瑟夫森相位和马约拉纳量子比特的时间演化。在方程中，我们揭示了丰富的动力学现象，如量子比特诱导的电荷泵，有效的自旋轨道力矩，吉尔伯特阻尼。我们证明了这些动力学现象的影响上的运输签名的交界处。我们应用该理论研究了结的Shapiro阶跃，发现了由于Majorana量子比特的动力学反馈对第一个Shapiro阶跃的抑制。
2022-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent Josephson phase qubit with a single crystal silicon capacitor
我们在约瑟夫森相位量子比特中加入了一个单晶硅并联电容。该电容器是从一个商业绝缘体上硅晶片。Bosch反应离子蚀刻用于创建悬浮的硅膜;随后两侧的金属化用于形成电容器。晶体硅优异的介电损耗导致量子位能量弛豫时间显著增加。测量到的T1时间高达1.6微秒，比非晶相量子比特中看到的大两倍多。该设计易于扩展到包含多个量子位和谐振器的较大集成电路。
2012-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Single-shot readout of a superconducting flux qubit with a flux-driven Josephson parametric amplifier
本文报道了利用磁通驱动约瑟夫森参量放大器（JPA）实现超导磁通量子比特的单次读出。在优化读出功率、JPA增益和数据采集时间后，我们观察到了对比度为74%的拉比振荡，这主要受到JPA带宽和量子比特能量弛豫的限制。在连续监测下观察到的量子比特本征态之间的量子跳跃表明读出方案的非破坏性。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
Higher Josephson harmonics in a tunable double-junction transmon qubit
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）
研究可调谐双结transmon量子比特中的约瑟夫森谐波，通过超导电路元件及相关模型和光谱分析，分辨出二次谐波，确定磁通甜点，为受保护量子比特和可定制微波器件提供途径。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable quantum computing with Josephson charge qubits
量子信息技术的目标是控制系统的量子态，包括其制备、操纵和测量。然而，许多量子位的可扩展性和任何选定量子位之间的受控连接性是实现量子计算（QC）的两个主要绊脚石。在这里，我们提出了一种实验方法，使用约瑟夫森电荷量子比特，有效地解决这两个核心问题。所提出的QC架构是可扩展的，因为任何两个电荷量子位可以通过实验可访问的电感有效地耦合。更重要的是，我们制定了一个有效的和可实现的QC计划，只需要一个（而不是两个或更多）的两位操作来实现条件门。
2003-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Qubit States Based on Fractional Vortices in $0-π$ Josephson Junctions
研究 $0-π$ 约瑟夫森结中分数涡旋与反涡旋导致的双稳态自由能景观，长结下为稳定平衡态，短结下量子隧穿增强，有望实现类量子比特二能级动力学。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall
Resolving Andreev spin qubits in germanium-based Josephson junctions
针对锗基约瑟夫森结中自旋分辨安德列夫态难以观测的问题，本研究从理论上揭示结几何结构会压低量子比特频率使其难以探测，并提出通过调控结几何与锗填充实现分辨，为高相干安德列夫自旋量子比特制备提供设计指导。
2025-06-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Integration of topological insulator Josephson junctions in superconducting qubit circuits
将半导体约瑟夫森结（JJ）集成到超导量子线路中，为混合量子比特提供了一个通用的平台，并提供了一种强有力的方法来探测奇异的准粒子激发。最近的建议，使用电路量子电动力学（cQED）来检测拓扑超导激励集成的新拓扑材料在这样的电路。在这里，我们报告的实现超导transmon量子比特与$(Bi_{0.06}Sb_{0.94})_{2}Te_{3}$拓扑绝缘体（TI）的JJ使用超高真空制造技术。我们的衬底上的微波损耗与单片集成的硬掩模，用于选择性区域生长的TI纳米结构，意味着微秒限制弛豫时间，从而与强耦合cQED的兼容性。我们使用腔-量子比特相互作用来证明基于TI的transmons的约瑟夫森能量与它们的JJ维度成比例，并证明量子比特控制以及时间量子相干性。我们的结果铺平了道路，先进的研究拓扑材料在这两个新的约瑟夫森和拓扑量子比特。
2021-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Observation of high coherence in Josephson junction qubits measured in a three-dimensional circuit QED architecture
基于约瑟夫森结的超导量子线路在展示量子行为和可扩展性方面取得了快速进展。然而，未来的前景最终取决于约瑟夫森结的内在相干性，以及超导量子比特是否能够与其环境充分隔离。我们介绍了一种新的超导量子线路结构，它采用三维谐振器，在保持与控制信号足够耦合的同时抑制量子比特的退相干。利用这种新的结构，我们证明了约瑟夫森结量子比特是高度相干的，在不使用自旋回波的情况下，从$T_2 \sim 10 μ$到$20 μ$，并且高度稳定，没有$1/f$临界电流噪声的证据。这些结果表明，这些量子位中约瑟夫森结的整体质量将允许几个$10^{-4}$的错误率，接近纠错阈值。
2011-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Surface spin fluctuations probed with flux noise and coherence in Josephson phase qubits
我们测量了量子比特相位相干性和表面自旋诱导的磁通噪声对电感环几何形状的依赖性。虽然更宽的电感器迹线既不改变通量噪声功率谱也不改变量子位失相时间，但增加的电感导致两者同时增加。使用我们的协议来测量低频通量噪声，我们直接比较了通量噪声谱和量子比特相位衰减，发现理论上的一致性在10%以内。测量的磁通噪声电感器的几何形状的依赖关系是一致的噪声源的相关长度在6和400微米之间。
2011-11-12 cond-mat.mes-hall
