A distributed, active patch antenna model of a Josephson oscillator
约瑟夫森振荡器的优化需要对其微波特性的定量理解。约瑟夫森结具有类似于微带贴片天线的几何形状。然而，它是偏置的直流电流，分布在整个区域的结。振荡电场通过交流约瑟夫森效应在内部产生。在这项工作中，我提出了一个分布式的，有源贴片天线模型的约瑟夫森振荡器。它考虑了内部约瑟夫森电动力学，并允许确定有效的输入电阻，它耦合约瑟夫森电流的腔模的传输线形成的结。该模型提供了约瑟夫森振荡器的充分表征，并解释了低辐射功率效率的起源。最后，我讨论了一个优化的约瑟夫森贴片振荡器的设计，能够达到高效率和辐射功率发射到自由空间。
2022-11-14 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Microscopic tunneling model of Nb-AlN-NbN Josephson flux-flow oscillator
自从约瑟夫森磁通流振荡器（FFO）首次在实验上实现以来，其理论描述一直受限于唯象扰动的正弦-戈登方程（PSGE）。虽然PSGE可以定性地描述约瑟夫森结中的正弦戈登孤子或通量子的拓扑激发，但它无法捕捉实际系统中的基本物理现象，例如隧道电流和电磁辐射之间的耦合。此外，PSGE忽略了对超导体能隙的任何依赖，并且没有区分对称和非对称结：由两种相同或两种不同的超导材料制成的结。直到最近才有可能通过考虑超导体能隙的信息来计算FFO的性质[D。R. Gulevich等人，Phys. Rev. B 96，024215（2017）]。这种方法是基于微观隧道理论，并已被证明是描述对称Nb-AlOx-Nb结的基本特征。在这里，我们将这种方法扩展到非对称Nb-AlN-NbN结，并将计算的电流-电压特性与我们的实验结果进行比较。
2018-09-05 cond-mat.supr-con
Quantum and Classical Chirps in an Anharmonic Oscillator
我们测量了一个可调谐非简谐量子系统，约瑟夫森相位电路，在频率啁啾驱动器的激发下的状态动力学。在小的非谐性下，状态像波包一样演化--这是经典振荡器的特征响应;在这种情况下，我们报告了由驱动器保持的高度激发态的指数增强寿命。在大的非谐性，我们观察到尖锐的步骤，对应于离散能级的激发。通过测量这两种效应的阈值，绘制了两种机制之间的连续过渡。
2011-12-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson currents in chaotic quantum dots
从理论上研究了与超导体弹道接触耦合的混沌量子点中的约瑟夫森电流-相位关系。在这种情况下，强邻近效应在量子点中诱导超导性，导致电子态密度的显著修改和多个子带隙的形成。由此产生的超电流的大小取决于超导序参量的相位差的引线，并显示出强烈的非谐歪斜行为。我们发现，当量子点上的无扰能量超过超导能隙时，超电流的二次谐波的大小就变得与一次谐波相当。为了解决这些影响的技术水平上，我们使用的非线性$σ$ -模型Keldysh形式主义的框架中的电路理论计算的状态密度，约瑟夫森能量，和电流的超导相的铅的依赖。我们分析了这些量如何作为无功能和超导能隙的函数而变化。最后，我们简要地讨论了亚能隙尾态、介观超电流涨落、弱局域化修正以及门子量子比特与量子点约瑟夫森结的非谐性。
2018-05-30 cond-mat.supr-con
Superconducting qubit based on altermagnets
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；RIKEN（理化学研究所）
本研究利用交变磁体的约瑟夫森效应，设计可编程约瑟夫森势，提出一种新型transmon类超导量子比特，通过双库珀对隧穿实现大非谐性和抗退相干，并利用宇称保护抑制电荷噪声，为高性能超导量子比特开辟新途径。
2026-09-30 cond-mat.supr-con quant-ph
Parametric amplification of electromagnetic waves produced by a flux-flow-oscillator made of YBaCuO Josephson junction arrays
在泵浦频率fP=45 GHz时，我们观察到由YBa_2Cu_3 O_7约瑟夫森结阵列耦合到毫米波法布里-珀罗谐振腔谐振模的磁通流振荡器产生的电磁波的参量放大。对于（30-45）K范围内的温度，待放大的EM信号的频率fS可以通过所施加的具有单通量量子周期性的B场感生通量在（1-25）GHz范围内连续调谐。因此，我们测量到了一个显著的参数增益，几乎与频率无关，在40 K时达到最大值（8-10.4）dB。对于（14-30）K范围内的温度，fS的磁场可调谐性逐渐被抑制到（1-5）GHz范围的最小值，其中测量到（5-6）dB之间的参数增益。通过适当调整设计/制造参数，我们的研究结果表明，可调谐MW发生器/检测器的发展，以及由高转变温度超导体制成的参数放大器，并在很宽的温度范围内（10 mK-77 K）工作是一个合理的和有吸引力的可能性。
2022-11-04 cond-mat.supr-con
Influence of the Josephson junction geometry on the spectral properties of the flux-flow oscillator
数值研究了结的几何形状对磁通流型约瑟夫森振荡器性能的影响。采用直接模拟的sine-Gordon方程与RC负载的帐户的频谱和功率特性的不同的电流密度分布进行了计算。随着讨论的基本差异的动态的内联和重叠结的各种行为取决于结的长度和噪声强度已被示出。
2011-09-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Phase-coherent solitonic Josephson heat oscillator
自其最近的基础，相位相干热电子学已经闪耀着持续的兴趣，产生了许多具体的应用。本研究领域主要是借由掌握约瑟夫森相位差来操控介观超导装置中的热流。在这里，我们介绍了新一代的快速热电子器件，能够通过操纵约瑟夫森涡旋来控制局部热功率和温度，即，孤子虽然大部分关于长约瑟夫森结中约瑟夫森涡旋的显著特征已被广泛研究，但对孤子维持的相干热输运却知之甚少。我们表明，孤子配置决定的结中的温度分布，因此，在对应的每个磁感应孤子，无论是流动的热功率和温度显着增强。最后，我们详细讨论了一个快孤子约瑟夫森热振荡器，它的频率与磁驱动器的振荡频率是一致的。值得注意的是，所提出的热振荡器可以有效地找到作为纳米级热机和相干热机的可调热源的应用。
2018-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Form and width of spectral line of Josephson Flux-Flow oscillator
本文研究了约瑟夫森磁通流振荡器在偏置电流和磁场涨落共同作用下的行为。为了推导小噪声强度极限下的慢相动力学方程，采用了庞加莱方法。本文根据Malakhov一书中提出的方法，精确地导出了磁通流振荡器的谱线形式和线宽，考虑了已知的极限情况，讨论了它们的适用范围，并解释了多余噪声的出现。理论描述与实验结果吻合较好。
2001-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Coupling of Josephson flux-flow oscillators to an external RC load
我们调查的功率耗散在一个阻性负载电容耦合到约瑟夫森磁通流振荡器的数值模拟的行为，并比较的结果得到的直流耦合纯阻性负载。假设参数R和C的实际值，在高Tc和低Tc情况下，功率都足够大，以允许这种器件在应用中工作。
1996-05-11 cond-mat.supr-con supr-con
Vibration Mode Induced Shapiro Steps and Backaction in Josephson Junctions
本文研究了零温下超导隧道结与机械振子耦合的模型，其中机械振子与隧道电子之间为线性耦合。研究发现，超导体间的约瑟夫森电流受振荡器运动的调制。与谐振器的耦合在约瑟夫森结特征的$I-V$中产生额外的夏皮罗阶跃，其位置由振动模式的频率调谐。我们还发现了一个新的速度依赖项起源于交流约瑟夫森电流的反作用。该项在时间上是周期性的，并且在零偏置电压处消失。
2003-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
$d$-mon: transmon with strong anharmonicity
本文提出d-mon量子比特，利用d波与s波超导体间的平面c轴约瑟夫森结构建transmon，实现电荷不敏感、强且可调的非谐性，并因准粒子完全有能隙而有望获得长相干时间。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Adiabatic polaron dynamics and Josephson effect in a superconducting molecular quantum dot
本文研究了在低振荡频率绝热极限下，通过与振动模耦合的共振能级（局域Holstein模型）的约瑟夫森电流。半经典理论是适当的，并允许我们考虑任意电子振动耦合的玻恩-奥本海默近似内的振荡器动力学。由此产生的Fokker-Planck方程已在最相关的欠阻尼极限下求解，并产生振荡器分布函数和约瑟夫森电流。值得注意的是，从单阱到双阱行为的有效振荡器势面的转变是可能的，并且可以通过超导相位差的变化来调谐。的约瑟夫森电流示出的电子振动耦合由于强声子本地化附近的潜在表面的底部的影响很弱。
2010-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum noise in current biased Josephson junction
在电流偏置约瑟夫森结，描述的RCSJ模型的量子涨落，被认为是。跨结的电压和相位的波动被假定为由分流电阻器中的平衡电流波动发起。这对应于足够低的温度，此时结本身中正常电流的波动可以忽略不计。我们使用量子朗之万方程的随机变量有关的非线性约瑟夫森振子的极限环。这允许超越微扰理论并计算约瑟夫森辐射线的宽度。
2002-12-24 cond-mat.supr-con
Phase-locking transition in a chirped superconducting Josephson resonator
通过将谐振子耦合到量子系统，可以执行量子非破坏（QND）的色散测量，具有最小的反作用。非线性振荡器具有测量增益的优点，但反作用是什么？超导量子位（量子位）耦合到一个非线性约瑟夫森振荡器的实验，迄今为止，利用开关的振荡器附近的动态分岔的灵敏度，并证明了部分QND测量。与切换过程相关联的详细反作用是复杂的，并且可能最终限制这种测量可以是QND的程度。在这里，我们证明了一个新的动力学效应的约瑟夫森振荡器的分岔可以访问没有切换。当用振幅接近尖锐的锁相阈值的频率啁啾驱动器激励时，振荡器在两个发散轨迹之一中平滑地演化-量子比特状态的指针。观察到的临界行为与理论一致，并提出了一种新的量子态测量模式。
2008-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The effect of bias feed profile on spectral properties of noisy Josephson flux flow oscillator
为了建立一种工作在亚太赫兹频率范围的噪声非稳态谱仪，研究了基于长约瑟夫森结的通量流振荡器（FFO）的功率和光谱特性。本文研究了各种偏置电流分布对长重叠约瑟夫森结光谱线宽的影响，并与直排结作了比较。它已被证明，光谱线宽可以增加三倍的适度降低发射功率。
2011-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Valley-polarized Josephson Junctions as gate-tunable $0$-$π$ qubit platforms
本文提出利用 MATBG 栅极定义 Josephson 结中的谷极化弱连接，通过电容分路实现栅极可调、抗局部微扰退相干的 $0$-$π$ 量子比特，并可参数调控为大非谐性类 transmon 比特。
2023-08-15 cond-mat.supr-con
Phase locking in quantum and classical oscillators: polariton condensates, lasers, and arrays of Josephson junctions
我们连接三种现象，其中一个相干的电磁场可以产生：极化子凝聚，相位锁定在阵列的欠阻尼约瑟夫森结，和激光。所有这些现象都是用自旋耦合到单光子模式的Dicke型模型来描述的。这些描述可以通过自旋是量子的还是经典的，以及它们是强阻尼的还是弱阻尼的来区分。
2003-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting Qubits with Altermagnetic Josephson Junctions
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
通过微观计算研究交变磁约瑟夫森结如何改变超导量子比特性能，发现交变磁体可显著提高量子比特的抗退相干性和非谐性。
2026-07-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Simple Impedance Response Formulas for the Dispersive Interaction Rates in the Effective Hamiltonians of Low Anharmonicity Superconducting Qubits
对于由低非谐性量子比特组成的超导量子处理器，我们给出了量子比特子空间中系统的完整微波描述。我们假设量子比特分散地耦合到分布式微波结构，使得量子比特从微波结构的内部模式的失谐比它们的耦合更强。我们定义跨约瑟夫森结的端子的量子位端口和驱动端口，其中携带驱动信号的传输线到达芯片，并且我们获得端口之间的系统的线性无源部分的多端口阻抗响应。然后，我们将量子位之间以及量子位与环境之间的相互作用参数与此多端口阻抗函数的条目相关联：特别是，我们表明量子位之间的交换耦合率J以简单的方式与连接量子位端口的非对角条目相关。类似地，我们将量子位与电压驱动器的耦合和有损环境与连接量子位和驱动器端口的条目相关联。我们的治疗考虑到所有的模式（可能是无限的），可能存在于分布式电磁结构，并提供了一个有效的方法建模和分析的电路。
2017-12-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Low-bandwidth control scheme for an oscillator stabilized Josephson qubit
本文介绍了一种新的约瑟夫森结电路，该电路利用低带宽、近绝热的磁通脉冲实现量子操作。耦合到超导传输线的基模允许量子操作的旋转角的稳定化以对抗通量噪声。一个完整的计划，一个量子比特的旋转，和高可见性拉姆齐条纹振荡，给出。我们表明，高能见度取决于通过一个门户网站中的应用通量的空间，门户网站的宽度是成比例的通量脉冲的斜坡上升率。
2004-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson mixers for terahertz detection
本文报道了离子辐照YBa2Cu3O7约瑟夫森结在太赫兹天线中的高频混频特性的实验和理论研究。我们研究了本振功率和频率对器件性能的影响。实验数据进行了比较与理论预测的一般三端口模型的混频器，其中的交界处所描述的并联结模型。在不同的频率范围内，跨越以上和以下的结的特征频率fc的转换效率得到了很好的协议。
2014-05-23 cond-mat.supr-con
Spectral characteristics of noisy Josephson flux flow oscillator
研究了基于长约瑟夫森结的磁通流振荡器（FFO）的电流-电压特性和光谱特性。在小偏置电流和磁场的作用下，FFO辐射出具有极大辐射线宽的准混沌信号，并在电流-电压特性曲线上观察到位移线性斜率（DLS）。通过对sine-Gordon方程的直接数值模拟，证明了对于大长度的约瑟夫森结或FFO与外波导系统有限匹配的情况，具有极大线宽的DLS将转化为具有很窄线宽的Fiske台阶。虽然有一个共同的信念，即FFO的混沌政权是由于在“软”磁通链的内部振荡模式的激励，它表明，该政权的启发，从结端的行波的多次反射。
2010-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con physics.data-an
Magnetic moment manipulation by triplet Josephson current
本文计算了多层铁磁弱连接约瑟夫森结中由能带电子提供的感应磁矩。F层的非共线磁化提供了产生三重态超导关联的必要条件。它导致了长程感应磁矩，出现在超导（S）层。它被证明是依赖于约瑟夫森相位。通过调节约瑟夫森电流，可以控制长程感应磁矩。或者，施加电压可以产生振荡磁矩。这种自旋效应的检测可以作为三重态超导性的独立证据。该机制对于低损耗的超导自旋电子器件具有很大的吸引力。
2012-10-12 cond-mat.supr-con
Time-resolved statistics of photon pairs in two-cavity Josephson photonics
我们分析了在一个电压偏置的约瑟夫森结与两个电磁振荡器串联的装置中高度非经典微波光子对的产生和发射。调谐外部电压，使得约瑟夫森频率等于两个模式频率之和，每个隧穿库珀对在两个振荡器中都产生一个额外的光子。通过二阶关联函数$g^{(2)}(τ)$和等待时间分布$w(τ)$的单振荡器和交叉振荡器变体，研究了两个振荡器的光子发射事件的时间分辨统计。它们提供了对两个振荡器子系统的强相关量子动力学的深入了解，并揭示了光的多种量子特征，包括强反聚束和维格纳函数中负值的存在。
2017-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Epitaxial NbN-junction-based self-shunted superconducting flux qubit with high anharmonicity
Tohoku University（东北大学）；RIKEN Center for Quantum Computing（理化学研究所量子计算中心）；The University of Tokyo（东京大学）；Inamori Research Institute for Science (InaRIS)（稻盛科学研究所）；National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（信息通信研究机构）
本研究利用外延NbN/AlN/NbN约瑟夫森结实现自分流超导磁通量子比特，获得797 MHz高非谐性和13-25微秒寿命，显著减小器件尺寸，为大规模超导量子计算提供新方案。
2026-10-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson oscillation linewidth of ion-irradiated YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ junctions
本文报道了离子辐照YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$约瑟夫森结的噪声特性。本工作的目的是调查的约瑟夫森振荡的线宽与探测器的响应实验在$\simeq$ 132 GHz。实验结果进行了比较与一个简单的分析模型的基础上Likharev-Semenov方程和de Gennes脏极限近似。我们表明，在这些结的低频波动的主要来源是宽带约翰逊噪声和过剩（$\frac{1}{f}$）噪声的贡献并不占上风的温度范围内的利益，在一些其他类型的高T $_c$超导约瑟夫森结。最后，我们讨论了离子辐照结的兴趣，以实现由同步阵列的约瑟夫森结组成的频率可调谐振荡器。
2016-03-28 cond-mat.supr-con
Statics of non uniform Josephson junction parallel arrays: model vs. experiment
实验和数值模拟研究了超导带状线并联的非均匀约瑟夫森结阵列的零电压超导电流与磁场的关系。测量的曲线是复杂的，独特的，并与使用专门开发的模型的数值模拟非常一致。使用这个，我们可以优化阵列以具有任何期望的干涉图案。这种新设备可以在磁力测量、准粒子混合器和探测器、磁通流振荡器和超导电子学中找到应用。
2006-09-29 cond-mat.supr-con
Scalable High-Temperature Superconducting Diodes in Intrinsic Josephson Junctions
本文提出基于铜氧化物超导体固有约瑟夫森结的可扩展高温超导二极管，利用对称性破缺和非谐性实现强非互易性，单结效率最高且易扩展至大规模阵列，推动能效计算应用。
2025-08-08 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Nonlinear microwave response of aluminum weak-link Josephson oscillators
我们提出了在T= 30 mK的驱动响应的6 GHz超导谐振器的电容分流三维（3D）铝纳米桥超导量子干涉器件（nanoSQUID）构建。我们观察到的磁通调制的谐振频率的定量协议与数值计算和近理想的短弱连接结的特点。在强微波激励下，我们观察到稳定的分岔耦合品质因数（Q）的范围从30-3500的设备。在此偏置点附近，观察到增益> 20 dB、带宽40 MHz和接近量子极限噪声性能的参量放大。我们的研究结果表明，三维纳米桥结是有吸引力的电路元件，以实现量子比特。
2011-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Application of the Schwinger Oscillator Construct of Angular Momentum to an Interpretation of the Superconducting Transmon Qubit
本文利用施温格角动量振子构造描述超导transmon量子比特及其读出，建立双光子纠缠基矢，并结合Lindblad方程与非谐性分析误差效应，展示Rabi共振和阶梯激发频率响应计算。
2024-01-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Long Josephson junctions with spatially inhomogeneous driving
本文研究了具有空间非均匀偏置电流的长约瑟夫森结在密孤子链情况下的相位动力学。为了得到相应的sine-Gordon方程的解析解的庞加莱方法已被使用。在理论的有效性范围内，解析推导和数值计算的电流-电压特性之间的良好一致性已被证明为偏置电流（无偏尾）的阶跃函数分布的最简单的例子。它示出，对于所考虑的偏置电流分布的例子，有一个最佳长度的无偏尾，最大限度地提高主谐波的幅度和最小化的动态电阻（从而导致减少的线宽）。
2002-02-27 cond-mat.supr-con
Ring Oscillators for Clocking Reversible Superconducting Circuits and Fabrication Process Benchmarking
可逆超导电路的现有概念以及所展示的绝热电路需要由室温源产生的三相偏置/时钟信号。不久前，我们建议可以通过基于局部约瑟夫森结的发生器来提供多相偏置/时钟。该发生器看起来像一个长环形约瑟夫森结，仅由离散元件-结和电感器组成，并通过通量泵闭合成环，以将任何所需数量的涡旋注入环中。施加到环上的均匀分布的直流偏置电流迫使涡旋的稳定运动伴随着流过与小电感串联的约瑟夫森结（JJ）的近谐波交流电流。这些交流电流用作基于nSQUID的电路的多相偏置/时钟。为了验证这一概念并将耗散能量与kBTln 2阈值进行比较，我们开发了一个由256个未分流JJ组成的环，目标临界电流Ic为20 μA。我们研究了从0到256的每个涡旋计数下环形振荡器的行为。测得的涡旋环的临界电流约为0.1 μA/J，这可以用环成分不可避免的不均匀性和环附近冻结通量的影响来解释。相应的能量耗散，约10 kBT每通道的一个涡流通过一个JJ，应进一步减少与可逆电路的前瞻性实验。然而，获得的I-V特性可能会对研究长约瑟夫森结的科学家感兴趣。在这项工作中使用的制造工艺的优越性是由获得的约200倍的减少Ic的环与涡流相对于一个单一的包括JJ，远远大于在任何先前描述的情况下。
2017-04-26 cond-mat.supr-con
Investigation of nonlinear effects in Josephson parametric oscillators used in circuit QED
实验研究了一种基于超导λ/4谐振腔的参量泵浦非线性振荡器的特性。我们提取两个设备的参数。特别是，我们研究了系统中的非线性效应，并与理论进行了比较。Duffing非线性α由振荡器的与探测功率相关的频移确定，而与参量通量泵浦相关的非线性β由参量振荡开始时的泵浦幅度确定。这两个非线性依赖于设备的参数，并可以在现场调整所施加的直流磁通。我们还提出了如何通过增加一个小的直流磁通和一个两倍于泵浦频率的泵浦音调来消除β的影响。
2013-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson $φ$-junctions based on structures with complex normal/ferromagnet bilayer
我们证明了在弱连接区由纵向取向的正常金属（N）和铁磁体（F）薄膜组成的结构中可以实现基态具有非平凡相位差$% 0<φ_g <π$的约瑟夫森器件。跨F层的振荡耦合使得电流-相位关系中的一次谐波相对较小，而跨N层的耦合提供二次谐波的负符号。为了得到$φ$结的定量判据，我们在Usadel方程的框架下求解了S-NF-S结构的重叠和斜坡几何的二维边值问题。我们的数值估计表明，$φ$结可以使用最新的技术制造。
2012-08-29 cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic THz-frequency Josephson-like Oscillator Driven by Spin Current
紧凑和可调谐的室温相干太赫兹频率信号源的发展将为许多新的应用开辟一条道路。现有的基于超导体约瑟夫森结（JJ）、自由电子激光和量子级联的太赫兹频率产生方法需要低温或/和复杂的设置，从而阻碍了这些装置的小型化和广泛使用。我们从理论上证明，双层的重金属（Pt）和双轴反铁磁（AFM）电介质（NiO）可以是一个源的相干太赫兹信号。流动的直流电流驱动的Pt层和沿硬AFM各向异性轴极化的自旋电流激发在AFM中的磁化亚晶格的时间进动的不均匀，由于弱的易平面AFM各向异性的存在。随着Pt层中的驱动电流从$10^8\text{A}/\text{cm}^2$到$10^9\text{A}/\text{cm}^2$，AFM振荡的频率在0.1-2.0 THz的范围内变化。来自AFM的振幅超过1 V/cm的太赫兹频率信号由Pt中的逆自旋霍尔效应拾取。室温AFM太赫兹频率振荡器的操作类似于低温JJ振荡器的操作，其中易平面磁各向异性的能量起约瑟夫森能量的作用。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multistability of a Josephson parametric amplifier coupled to a mechanical resonator
本文研究了约瑟夫森参量放大器（JPA）耦合到一个机械振荡器的动力学，如实现与直流超导量子干涉仪（SQUID）与嵌入式活动臂。我们分析了该系统的制度时，机械振荡器的频率是相当的幅度与SQUID的等离子体振荡。当纳米机械谐振器被驱动时，它强烈地影响JPA的动力学。我们发现，这种耦合可以大大修改的动力学JPA和诱导其多稳态，而不是常见的双稳态。如果考虑用于检测机械运动的JPA，则该分析是相关的。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Current-phase relations of InAs nanowire Josephson junctions: from interacting to multi-mode regimes
具有超导引线的门可调谐超导体纳米线形成奇异的约瑟夫森结，这是两种类型的量子比特的非常理想的平台：具有拓扑超导性的量子比特（马约拉纳量子比特）和基于可调谐非谐性的量子比特（门控量子比特）。然而，控制它们的行为需要了解它们的静电环境和电子结构。在这里，我们研究门InAs纳米线与外延铝壳。通过测量电流-相位关系（CPR），并将其与分析和数值计算进行比较，我们表明，我们可以调整模式的数量，确定每个模式的透明度，并调整到电子-电子相互作用明显的制度，表明存在一个量子点。考虑到静电和几何效应，我们进行微观自洽薛定谔-泊松数值模拟，揭示了结中的Andreev态的能谱以及它们的空间分布。我们的工作系统地展示了器件几何形状，栅极电压和相位偏置对模式行为的影响，为正在进行的实验工作和预测器件设计提供了新的见解。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Efficient one- and two-qubit pulsed gates for an oscillator stabilized Josephson qubit
我们提出了理论方案，用于执行高保真的一个和两个量子比特的脉冲门的超导通量量子比特。“IBM量子比特”由三个约瑟夫森结、三个回路和一条超导传输线组成。假设一个固定的电感量子位-量子位耦合，我们表明，有效的量子位-量子位相互作用是可调的，通过改变施加的通量，可以忽略不计，允许一个执行高保真单量子位门。我们的方案是量身定制的，以减轻由于1/f噪声的错误;我们发现，由于这个源，只有1%的保真度损失的门，脉冲时间在20- 30 ns的范围内为一个量子位门（Z旋转，阿达玛），和60 ns的两个量子位门（受控Z）。我们的弛豫和失相时间估计表明，从这个来源的保真度相当的损失。泄漏控制在我们的整形脉冲设计中起着重要作用，防止脉冲时间缩短。然而，我们已经发现，量子相位控制的不精确性在我们的门的保真度的限制中起着主要作用。
2008-03-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Frozonium: Freezing Anharmonicity in Floquet Superconducting Circuits
Cornell University（康奈尔大学）
研究通过Floquet驱动在超导约瑟夫森结中实现弗罗津人工原子，展示通过数值对角化和Floquet-磁斯展开实现动态控制，强调噪声抑制和量子记忆应用潜力。
2026-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Direct Wigner tomography of a superconducting anharmonic oscillator
从相空间的角度看，波包动力学的分析可以大大简化。虽然谐振子通常被用作研究波包的方便平台，但这些系统中的任意态制备更具挑战性。在这里，我们演示了一个直接测量的维格纳分布的复杂的光子态的非谐振子-超导相位电路，偏置在小的非谐制度。我们测试我们的方法上的两个非经典状态组成的两个能量本征态和锁相波包的动力学。这种方法需要简单的校准，并且很容易应用于我们的系统到第五级。
2012-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson parametric phase-locked oscillator and its application to dispersive readout of superconducting qubits
参量锁相振荡器（PPLO），也称为参变管，是一种谐振电路，其中一个电抗被周期性调制。它可以检测、放大和存储自激振荡两个不同相位形式的二进制数字信号。事实上，使用基于磁性铁氧体环或变容二极管的PPLO作为其基本逻辑元件的数字计算机在20世纪50年代和60年代成功运行。最近，已经在机电谐振器中证明了基本的位操作，并且已经提出了基于光学PPLO的伊辛机。在这里，使用PPLO实现与约瑟夫森结电路，我们演示了微波信号的解调数字调制的二进制相移键控。此外，我们将这种解调能力应用于超导量子比特的色散读出。这种读出方案能够实现快速和锁存型读出，但在量子位耦合到的谐振器中仅需要少量的读出光子，因此具有几种不同方案的组合优势。我们已经实现了高保真度，单次和非破坏性的量子位读出，拉比振荡对比度超过90%，主要受量子位能量弛豫的限制。
2014-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A Josephson Parametric Oscillator-Based Ising Machine
本文提出基于约瑟夫森参量振荡器的伊辛机瓦片结构，利用其双稳态实现 7.5 GHz 运行和较 CMOS 低三个数量级的功耗，并通过含噪仿真与哈密顿量解析解验证其可行性及 LHZ 大规模集成潜力。
2023-12-12 cond-mat.supr-con cs.CC quant-ph
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
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
Observation of Josephson Harmonics in Tunnel Junctions
本研究观测到隧道结中的约瑟夫森谐波，表明标准电流-相位关系不准确，通过介观模型纳入谐波后能谱吻合度提升数量级，并证明工程化谐波可降低transmon量子比特的电荷色散误差。
2024-11-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Amplification and squeezing of quantum noise with a tunable Josephson metamaterial
最近，将超导量子比特的量子态和纳米机械振荡器的位置编码成微波场的状态已经成为可能。然而，为了对量子比特的状态进行理想的测量，或者以量子限制的灵敏度检测机械振荡器的位置，需要不添加噪声的放大器。如果放大器增加的噪声小于半个量子，它也可以挤压电磁真空的量子噪声。真空的高压缩态是一种重要的量子信息源。它们可以用来产生纠缠或实现反作用回避的位置测量。在这里，我们介绍了一个通用的参数设备，它工作在4和8 GHz之间的频带。它是一种亚量子限制的微波放大器，它放大的量子噪声高于商用放大器的附加噪声，并将量子波动压缩10 dB。
2008-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson photonics with a two-mode superconducting circuit
我们分析了两个电磁振荡器串联耦合到电压偏置的约瑟夫森结的量子动力学。当所施加的电压导致跨结的约瑟夫森频率与两个模式频率之和相匹配时，隧穿库珀对同时激发两个模式中的光子，导致远离平衡态。这些状态显示高度非经典的功能，包括强反聚束，违反柯西-施瓦茨不等式，和数字压缩。低和高光子occupancy的制度允许的分析结果，支持一个完整的数值处理。两种模式之间的不对称性的影响进行了探讨，揭示了一个显着的增强的数量压缩时，模式阻尼在不同的速率。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
