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
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
DC-SQUID Sensitivity for Readout of Entangled State Quantum Bits
提出了一种利用超导量子干涉仪（DC-SQUID）的灵敏度测量方法，在通量量子比特（quantum bits）上测量纠缠态的方案。DC-SQUID被用作通量量子比特读出设备。DC-SQUID的开关电流分布足够窄以区分三个约瑟夫森结量子位的两个基态，其中量子位与DC-SQUID之间具有大的互感。但是，在两个基态之间的区分变得困难，因为对于量子比特相干性而言，互感更小。然而，我们可以采用平均来增加有效灵敏度。我们还发现，可以用通量量子比特进行Bell对测量，从而证明两个量子比特上纠缠态的存在。
2001-08-14 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Decoherence in rf SQUID Qubits
我们报告使用脉冲微波和快速通量脉冲的射频SQUID量子比特的相干时间的测量。修改后的rf SQUID，描述了一个双阱电位，具有独立的，在原位，控制的倾斜和势垒高度的潜力。相干振荡的衰减主要由激发态和低频通量噪声的寿命决定，并且与通过微波光谱、磁通量阱之间的共振隧穿和激发态的衰减获得的这些量的独立测量一致。振荡的波形进行了比较，有限的衰减率和失谐和平均低频通量噪声的分析结果。
2008-11-14 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
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
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
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
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
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
Nonlinear resonant behavior of the dispersive readout scheme for a superconducting flux qubit
研究了一种由SQUID磁强计和并联电容组成的非线性谐振电路作为持续电流（PC）量子比特的读出方案。量子位的通量状态被检测为SQUID磁力计的约瑟夫森电感的变化，这反过来又介导读出电路的谐振频率的偏移。谐振行为中的非线性和所产生的滞后被表征为输入驱动和相关联的谐振峰值响应两者的功率的函数。基于唯象电路模型的数值模拟显示所观察到的非线性的功能。
2006-09-22 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
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
Two-tone spectroscopy of a SQUID metamaterial in the nonlinear regime
由含有约瑟夫森结的超导环制成的紧凑型微波谐振器（SQUID）是构建具有低损耗和显著非线性特性的频率可调谐超材料的有吸引力的候选者。我们探索的SQUID超材料的非线性进行了双音共振光谱。实验和理论研究了超材料在强激励下的小振幅响应。在存在泵浦音的情况下测量弱探测信号的透射系数$S_{21}$。增加泵浦功率，我们观察到SQUID的共振频率$f_{\textrm{res}}$的明显振荡。这些振荡的形状随泵浦音$f_{\textrm{dr}}$的频率而显著变化。对探测信号的响应显示不稳定性和边带。观察到一个具有强二次谐波产生的态。我们提供了一个理论分析，这些意见，这是在很好的协议与实验结果。
2019-08-30 cond-mat.supr-con physics.app-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
Controllable Flux Coupling for the Integration of Flux Qubits
我们提出了一种新的方法来控制耦合的磁通量为基础的量子比特的装置的超导Transformer与可变磁通传递函数。该装置是通过插入一个小的滞后直流SQUID与未分流的结，作为一个约瑟夫森结与磁通控制的临界电流，并联到一个超导Transformer;通过改变磁通量耦合到直流SQUID，耦合到Transformer的磁通的传递函数可以改变。在4.2 K下对原型进行的测量显示了“开”和“关”状态之间约30的减小因子。我们讨论了系统的特点和实验结果。
2004-03-29 cond-mat.supr-con
The impact of kinetic inductance on the critical current oscillations of nanobridge SQUIDs
在这项工作中，我们研究的电流相位关系（$CΦR$）光刻制造的钼锗（MoGe）纳米桥，这是密切相关的纳米桥动力学电感。我们通过将纳米桥嵌入SQUID来实现这一点。我们观察到，温度远低于$T_c$，$CΦR$是线性的，只要冷凝不削弱的超导的存在。我们展示了光刻控制的纳米桥动力学电感，其规模与纳米桥的纵横比。这允许调谐SQUID $I_c(B)$特性。可以以这种方式控制的SQUID属性包括SQUID灵敏度和临界电流最大值的位置。这些观测结果可以用于未来超导设备的设计和操作，如磁存储器或通量量子比特。
2021-06-15 cond-mat.supr-con
Electron paramagnetic resonance spectroscopy using a dc-SQUID magnetometer directly coupled to an electron spin ensemble
本研究采用直接耦合电子自旋系综的dc-SQUID磁强计实现EPR波谱检测，可探测微米级区域的自旋极化，达到约$10^6$的最小可分辨自旋数与约$10^{-10}$ $\text{cm}^3$的传感体积。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
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
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
Experimental observation of induced stochastic transitions in multi-well potential of RF SQUID loop
在单结超导量子干涉仪（RF SQUID）中，由于在不同强度的噪声流作用下，两个或多个亚稳态之间的随机跃迁（随机共振效应，SR），实验观察到微弱低频谐波信号的放大.除了通常的情况下，在一个具有高斯噪声的量子阱系统的SR，之间的多个亚稳态的多阱SQUID环势的影响下的二进制噪声的转变被观察到。这可以解释为一种噪声“光谱学”的亚稳态的SQUID回路与不同值的捕获磁通量。
2014-11-24 cond-mat.supr-con
Multiqubit quantum phase gate using four-level superconducting quantum interference devices coupled to superconducting resonator
本文提出了一种利用四能级超导量子干涉器件（SQUID）耦合到超导谐振器上实现一个量子比特同时控制两个目标量子比特的三量子比特量子相位门的方案。最低的两个层次|0>和|每个SQUID的高能级被用来表示逻辑状态，|2>和|3>用于门实现。我们的方案不需要绝热通道、二阶失调以及在门操作期间调整能级间距，从而显着减少了门时间。该方案推广到任意n比特量子相位门。我们还应用该方案实现了三量子比特的量子傅里叶变换。关键词：量子相位门，超导量子干涉器件，超导谐振器，量子傅里叶变换
2012-12-20 cond-mat.supr-con 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
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
The escape physics of single shot measurement of flux qubit with dcSQUID
在大多数关于通量量子比特的实验中，“测量”是通过将系统耦合到直流SQUID并记录后者的开关电流分布来进行的;这个测量协议与经典的冯·诺依曼（“投影”）方案，因为从单次运行中获得的信息非常少，而是必须重复实验数十次才能提取任何有用的信息。本文着重于磁通量子比特的平衡行为，分析计算了dc-SQUID开关电流分布随量子比特上的外加偏置磁通的变化，并与Delft和NTT的实验数据进行了比较。
2014-01-16 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
Characteristics of Switchable Superconducting Flux Transformer with DC Superconducting Quantum Interference Device
研究了由超导环和直流超导量子干涉器（DC-SQUID）组成的可开关磁通Transformer的磁通传输特性。该系统可用于耦合多个通量量子比特，耦合强度可控。它的特性测量使用通量输入线圈和DC-SQUID读出耦合到Transformer回路中的稀释冰箱。观测到的特征与计算结果一致。我们已经证明了特性的斜率的反转和Transformer的完全关断，这对于其作为通量量子比特的可控耦合器的应用是有用的特征。
2007-05-07 cond-mat.supr-con
Experimental Demonstration of a Robust and Scalable Flux Qubit
实现了一种新型的rf-SQUID磁通量子比特，该量子比特对约瑟夫森结临界电流和器件电感的制造变化具有鲁棒性。测量的持续电流和隧道能量之间的两个最低的躺状态，无论是在相干和非相干制度，提出。这些实验结果被证明是在一个量子力学的哈密顿量的参数独立校准的预测，从而证明了该设备作为一个通量量子比特的识别。此外，通量和临界电流噪声谱密度的测量表明，这些设备与Nb布线是最好的铝布线rf-SQUID在文献中报道thusfar，与$1/f$通量噪声谱密度在$1 $ Hz的$1.3^{+0.7}_{-0.5} μΦ_0/\sqrt{\text{Hz}}$。给出了一个将观测到的磁通噪声谱密度转换为自由感应衰减时间的显式公式，该公式适用于在能量本征基中运行的偏置到其最佳点的磁通量子比特。
2009-09-24 cond-mat.supr-con
Quantum dynamics in a camel-back potential of a dc SQUID
研究了由两个势垒之间的势阱形成的二次-四次非谐振子的量子动力学。我们实现了这种新的潜在的形状与超导电路组成的两个约瑟夫森结中断的环路，与近零的电流偏置和磁通偏置近一半的磁通量子。我们调查逃逸的中心井，这可能会发生通过隧道通过两个障碍，并找到一个广义的双路径宏观量子隧穿理论很好的协议。我们还证明了该系统在电流和磁通偏置空间中具有“最佳线”，振荡器可以作为相位量子比特操作，对低频电流波动引起的退相干不敏感。
2008-10-14 cond-mat.supr-con
Quantum logic operations and creation of entanglement in a scalable superconducting quantum computer with long-range constant interaction between qubits
我们考虑一个一维链的超导量子干涉器件（SQUID），作为电荷量子比特。每个SQUID通过恒定电容耦合到其最近的邻居。我们研究了该系统中的量子逻辑运算和纠缠实现。阵列与两个和三个量子比特被认为是详细的。我们证明了，即使量子比特之间的耦合不小，也可以实现任意数量量子比特的纠缠，而没有系统误差。相对大的耦合常数允许增加量子计算机的时钟速度。我们分析和数值演示了这种情况下的纠缠的创建，这可以是一个很好的测试实验实现一个相对简单的量子协议与许多量子位。我们讨论了一个可能的应用，我们的方法来实现更复杂的算法的通用量子逻辑，通过降低耦合常数，相应地，降低时钟速度。对长程相互作用引入的通用逻辑门误差进行了解析估计和数值计算。我们的研究结果可以是有用的实验实现的量子算法使用受控的磁通量和栅极电压施加到SQUID。本文讨论的算法可以使用现有的技术在具有恒定量子位间耦合的超导系统中实现。
2004-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
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
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
Readout for Phase Qubits without Josephson Junctions
我们提出了一种新的相位量子位的读出方案，它消除了读出SQUID，使整个量子位和测量电路只需要一个单一的约瑟夫森结。我们的方案将相位量子比特直接电容耦合到传输线，并通过确定读出微波的前向散射参数中可观察到的频移来检测测量脉冲后的状态。该读出可扩展到耦合到公共读出线的多个相位量子位，并且原则上可以用于具有两个准稳定读出配置的其他通量偏置量子位。
2010-01-09 cond-mat.supr-con
Probing the quantum coherence of a nanomechanical resonator using a superconducting qubit II: Implementation
我们描述了一种可能的实现方式的纳米力学量子叠加生成和检测方案中描述的前面，同伴论文[Armour AD和Blencowe M P 2008新。J. Phys.该实施方案是基于电路量子电动力学（QED）的设置，与额外的机械自由度形成了一个悬浮的，双钳位段的超导回路的直流SQUID位于直接相对的中心导体的共面波导（CPW）。讨论了两种基于SQUID的量子比特实现的相对优点，特别是电容耦合电荷量子比特和电感耦合通量量子比特。结果发现，这两种实现是同样有前途的，具有可比的量子位机械谐振器模式以及量子位微波谐振器模式耦合强度。
2008-04-14 cond-mat.supr-con quant-ph
RFSQUID-Mediated Coherent Tunable Coupling Between a Superconducting Phase Qubit and a Lumped Element Resonator
我们演示了超导相位量子比特和集总元件谐振器之间的相干可调谐耦合。的耦合强度介导的磁通偏置的RF SQUID在非滞后制度。通过调节施加到RF SQUID的磁通偏置，我们改变了相位量子比特和谐振器之间的有效互感，从而改变了耦合能量。我们通过观察相位量子比特光谱中分裂大小的调制，以及通过观察共振时真空拉比振荡频率的调制，验证了耦合强度从0到$100 MHz$的调制。测量的光谱分裂和真空拉比振荡符合理论预测。
2010-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Measuring the quantum states of a mesoscopic SQUID using a small Josephson junction
我们利用非弹性库珀对隧穿对介观SQUID的能级进行了实验研究。小约瑟夫森结中的隧穿强烈地依赖于其电磁环境。我们利用这一事实做能级光谱的SQUID环耦合到一个小的结。我们的样品具有强准粒子耗散很好地描述了一个模型的粒子定位在一个倾角的余弦势，而在弱耗散的样品中，我们可以看到形成的能带。
2003-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic microcalorimeter with paramagnetic temperature sensors and integrated dc-SQUID readout for high-resolution X-ray emission spectroscopy
本文研制两种带顺磁传感器与集成dc-SQUID读出的磁性微热量计，并通过四足吸收体和隔热膜设计将X射线能量分辨率提升至1.25(18)eV。
2023-10-12 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Dephasing of a flux-qubit coupled to a harmonic oscillator
超导量子比特中的退相干是由于各种环境自由度而产生的。在这篇文章中，我们专注于在弱阻尼电路谐振耦合到量子比特的热涨落的影响。由于耦合，如果谐振器包含$n$能量量子，则量子位频率偏移量为$n δν_0$。热涨落引起时间变化$n(t)$，从而引起退相。我们给出了量子比特退相时间作为$δν_0$的函数的近似公式。我们讨论的磁通量子位耦合到其DC-SQUID检测器的等离子体模式的具体情况。我们首先推导出一个等离子体模式量子比特相互作用的哈密顿量，除了通常的Jaynes-Cummings项，有一个耦合项平方的振荡器变量来自磁通依赖的SQUID约瑟夫森电感。我们的模型预测，$δν_0$取消在某些非平凡的偏置条件下，由于热波动的失相应被抑制。
2005-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
