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
Dc SQUID based on a three-band superconductor with broken time-reversal symmetry
本文研究了基于单带和三带超导体之间时间反转对称性破缺的脏点接触的直流SQUID的行为。使用较早获得的结果约瑟夫森效应在这样的系统中的新功能的直流SQUID的特性。结果表明，在BTRS（破缺时间反转对称性）三带超导体中，当外加磁通量可被半整数磁通量整除时，dc SQUID的基态发生强简并.这可能导致可能的多磁滞回线的外观上的依赖性的总通量在直流SQUID从外部施加的通量。这些环的数目取决于三带超导体的基态的位置。此外，它被发现的临界电流上施加的磁通量的依赖关系可以有复杂的多周期的形式，这是不同于严格的周期性特征，为传统的直流SQUID和夫琅和费模式约瑟夫森接触在外部磁场。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall 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
Ultra-Highly Linear Magnetic Flux-to-Voltage response in Proximity-based Mesoscopic bi-SQUIDs
超导双环干涉仪（bi-SQUID）已经被引入以产生专门设计为呈现作为磁通量的函数的超高线性电压响应的磁通量传感器。这些器件对于量子传感和对于在电磁波谱的射频范围内振荡的信号的信号处理是非常重要的。本文报道了一种基于近似介观Cu约瑟夫森结的Al双环双SQUID。这种方案提供了一种替代传统的基于隧道结的干涉仪的制造方法，其中结特性以及因此的磁通量-电压和磁通量-临界电流器件响应可以很大程度上且容易地通过金属弱连接的几何形状来定制。我们讨论了这样的传感器的性能，通过显示一个完整的表征的设备开关电流和电压降\textit{vs.}磁通量的操作温度范围从30 mK到$\sim 1$ K。文中还讨论了传递函数和总谐波失真的品质因数。后者提供了通量-电压器件响应的线性度的估计，其获得的值高达45 dB。这样的结果让我们预见到的性能已经对与传统的隧道结为基础的双SQUID阵列组成的数百个干涉仪实现。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High Temperature PI/2-SQUID
本文提出了一种利用高温超导体晶界结特性的新型DC-SQUID。以这样的方式选择晶界的取向，以在SQUID环中的两个约瑟夫森结的平衡相之间建立π/2（而不是0或π）相位差。利用该性质来增加SQUID的灵敏度和方向依赖性，以用于在没有附加通量产生线圈的情况下测量磁通量。
2001-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Evidence of two-dimensional macroscopic quantum tunneling of a current-biased DC-SQUID
本文测量了在不同外加磁通量下滞后DC-SQUID从超导态逃逸的几率。在低温下，逃逸电流和概率分布的宽度与温度无关，但它们依赖于通量。实验结果不符合通常的一维（1D）宏观量子隧穿（MQT）定律，但完全占了我们在这里提出的二维（2D）MQT行为。在零通量附近，我们的数据证实了最近在DC-SQUID \cite{Li02}中的MQT观测。
2003-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decoherence processes in a current biased dc SQUID
电流偏置直流SQUID的行为类似于一个由偏置电流和外加磁通量控制的非简谐量子振荡器。在这里我们考虑它的两个能级极限，由两个较低的能态$| 0 \right>$和$| 1 \right>$组成。我们已经测量了能量弛豫时间和微波吸收不同的偏置电流和磁通在低微波功率限制。提取退相干时间。低频磁通和电流噪声已被独立测量，通过分析的概率电流切换从超导到有限的电压状态，作为施加磁通的函数。电流噪声的高频部分来源于电路的电磁环境。这个量子线路的退相干可以完全由这些电流和磁通噪声源来解释。
2006-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
DC SQUID based on the mesoscopic multiterminal Josephson junction
为一种新型的介观四端SQUID器件提供了理论依据。所研究的系统由一个介观四端结，其中一对终端被纳入超导环和另一个是与运输电路连接。终端之间的非局域弱耦合导致相位拖曳效应和磁通量传输。本文研究了四端SQUID在外部参量、外加磁通量和输运电流控制下的行为。计算了临界电流和电流-电压特性随磁通量的变化关系。在非局域介观的情况下，它们不仅取决于所施加的磁通量的大小，而且还取决于其符号，从而可以测量外部磁场的方向。
2001-09-21 cond-mat.mes-hall 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
Negative-resistance models for parametrically flux-pumped superconducting quantum interference devices
利用快速振荡的磁通量调制的超导量子干涉仪（SQUID）可以作为参量放大器，提供增益而附加的噪声很小。在这里，我们开发线性化模型来描述参数磁通泵SQUID的阻抗。一个未抽运的SQUID作为一个电感，约瑟夫森电感，而一个磁通抽运的SQUID开发了一个额外的，平行的元素，我们已经创造了“泵电阻”。参量增益可以理解为泵浦电阻负电阻的结果。在简并情况下，增益对泵浦和信号之间的相对相位敏感。在非简并情况下，增益与相位无关。我们首先发展我们的模型在三波和四波的情况下，其中泵浦频率是两倍或等于信号频率，分别为简并参量泵浦。然后，我们推导出表达式的非简并的情况下，泵频率是不是信号频率的倍数，在那里它变得有必要考虑闲频音的发展。对于非简并三波的情况下，我们提出了一个直观的图片包含一个磁通泵SQUID在信号频率的电流取决于负载阻抗在空闲频率的参数放大器。这种理解提供了洞察力和容易测试的预测电路含有磁通泵SQUID。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detection of a Schroedinger's Cat State in an rf-SQUID
我们提出了一个宏观上不同的磁通量状态的相干叠加在rf-SQUID的实验证据。当外磁通量Phi_x接近磁通量量子Phi_0的1/2时，SQUID具有两种近似简并的组态：零磁通量态和单磁通量态，分别对应于几微安的顺时针或逆时针电流。该系统被建模为双阱势中的粒子，其中每个阱代表不同的磁通量状态（0或1），并且阱之间的势垒可以原位控制。对于低阻尼和足够高的势垒，系统具有一组定位在每个阱中的量化能级。这些能级的相对能量可以随Phi_x变化。外部微波用于将系统从一个阱的良好局部化的基态泵浦到更靠近势垒顶部的一对激发态中的一个。我们通过改变Phi_x和势垒高度，用光谱方法绘制出这些能级在简并点附近的能量。我们发现在这一点上的两个状态之间的分裂，当这两个状态都低于经典的能量势垒，表明系统达到一个相干叠加的通量的基本状态是宏观上不同的，它们的平均通量相差超过1/4 Phi_0和它们的电流相差几微安。
2000-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
SQUID magnetometer based on Grooved Dayem nanobridges and a flux transformer
本文研究基于YBCO沟槽Dayem纳米桥的SQUID磁强计，通过倒装芯片两级耦合磁通变压器提升有效面积，在77 K下实现50 fT/Hz^0.5的磁场噪声。
2019-08-26 cond-mat.supr-con
Hysteretic superconducting heat-flux quantum modulator
本文讨论了在外加磁通量作用下，热偏置SQUID中的热输运问题。适当地扫描驱动通量会导致热电流调制和滞后行为。该装置的响应分析作为一个函数的滞后参数和SQUID的不对称程度，突出的参数范围内的滞后行为是可观察的。明显地，SQUID的温度也显示滞后演化，具有以温度跳变为特征的急剧转变，例如，~ 38 mK用于真实的基于Al的设置。鉴于这些结果，所提出的装置可以有效地找到作为基于温度的超导存储器元件的应用，通过适当地选择装置所基于的超导体，即使在GHz频率下也能工作。
2017-03-21 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
A micro-SQUID with dispersive readout for magnetic scanning microscopy
我们已经设计并表征了一种用于低温扫描探针显微镜系统的具有色散读出的微型SQUID。该设计的特点是一个电容并联的RF SQUID与可调谐振频率从5到12 GHz，微米空间分辨率和集成的超导线圈的局部应用的磁场。SQUID作为一个非线性振荡器与通量和功率依赖的谐振频率。在4K下进行器件表征和噪声基准测试的测量。在200 MHz带宽下，4 K时测得的10 kHz以上的磁通噪声为$80\;\mathrm{n}Φ_0 \mathrm{Hz}^{-1/2}$。估计表明，可以从基于约瑟夫森结的固有非线性的参数增益中受益，并将通量噪声降低到100 mK时的$30\;\mathrm{n}Φ_0\mathrm{Hz}^{-1/2}$，这对应于位于拾波环中心的磁矩的$7.5\;\mathrm{μ_B Hz^{-1/2}}$。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Four-terminal SQUID: Magnetic Flux Switching in Bistable State and Noise
本文研究了热涨落对四端SQUID行为的影响。所研究的系统由约瑟夫森四端结组成，其中两个端被超导环短路，另外两个端形成传输电路。四端SQUID的行为由外部参数、外加磁通量和输运电流控制。它们决定了传输通道中的电压和环中包含的磁通量。在数值模型的噪声舍入的电流-电压特性和磁通量的时间依赖性进行了计算。在控制参数的某些区域，四端SQUID处于双磁通量值的双稳态状态。研究了由热噪声和输运电流引起的双稳态态磁通的开关。
1998-05-09 cond-mat.supr-con
Magnetism in SQUIDs at Millikelvin Temperatures
我们的特点是冷却到毫开尔文温度的磁通线程直流SQUID的温度依赖性。随着温度的降低，通量增加1/T，而且通量的变化与被捕获的涡的密度成正比。该数据是兼容的表面自旋的热极化的陷阱领域的涡旋。在没有捕获通量的情况下，我们观察到自旋玻璃冻结在低温下的证据。这些结果为SQUID和超导量子比特中的“普遍”1/f磁通噪声提供了一种解释。
2008-02-11 cond-mat.supr-con
Sensing magnetic flux of Langmuir-Blodgett films of a molecular magnetic system using superconducting films and nano-SQUID devices
本文利用超导Nb微轨道和纳米SQUID探测Mn12-ac分子磁体Langmuir-Blodgett薄膜的磁矩邻近效应与磁化隧穿现象，发现SMM磁矩降低Nb临界温度、增强涡旋解束缚能，并通过SQUID电压跳变证实了磁化随机隧穿。
2024-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Dual on-chip SQUID measurement protocol for flux detection in large magnetic fields
可以在高磁场中工作的灵敏磁力计对于检测源自量子自旋的小集合的磁共振信号是必不可少的。这种器件在量子技术中具有潜在的应用，特别是在量子计算中。我们提出了一种新的实验装置，使用两个DC-SQUID磁强计实现差分磁通测量。差分测量允许在增强样本信号的同时消除背景通量信号。开发的协议使用脉冲读出，最大限度地减少片上加热，因为亚开尔文温度需要保持量子自旋相干性。还显示了概念实验的证明结果。
2021-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Nonperiodic Flux to Voltage Conversion of an Arithmetic Series Array of dc SQUIDs
本文从理论上研究了<V>直流SQUID串联阵列的电压响应函数，其中基本直流SQUID回路的大小和方向可能不同。这种双结SQUID的串联阵列具有相对于外部磁场B的电压响应函数，其与具有相同回路面积的相应规则串联阵列的电压响应函数显著不同，同时保持大的电压摆幅以及低噪声水平。应用包括电流放大器和量子干涉滤波器的设计。
2000-06-05 cond-mat.supr-con
A near-field scanning SQUID microwave microscope
我们开发了一种扫描DC SQUID显微镜，具有新颖的读出电子器件，能够从50 MHz到200 MHz的宽带感测RF磁场，同时在kHz频率下提供闭环响应。为了克服传统闭环SQUID的20 MHz带宽限制，通量调制闭环同时锁定SQUID准静态通量并对SQUID进行通量偏置，以将RF通量放大到幅度上的$Φ_0/4$。用双锁定技术解调SQUID电压产生代表RF通量的幅度和相位的信号。对于77 K下的$YBa_2Cu_3O_7$双晶SQUID，这提供了80 dB的线性动态范围，在200 MHz下的通量噪声密度为4 $μΦ_0/\sqrt{Hz}$。我们描述的电子学性能和目前的图像为RF磁场的行波在共面波导，驻波在开路微带，和表面贴装器件天线。
2013-12-16 cond-mat.supr-con
Flux ramp modulation based hybrid microwave SQUID multiplexer
我们提出了一种混合微波SQUID多路复用器，它结合了两种频分复用技术，允许复用给定数量的低温探测器，只有一小部分的频率编码谐振器。类似于传统的微波SQUID复用，我们的复用器依赖于电感耦合的非滞后，未分流的rf-SQUID超导微波谐振器，以及施加通量斜坡调制输出信号线性化。然而，而不是利用每个SQUID一个谐振器，我们耦合多个SQUID到一个共同的读出谐振器和编码的SQUID输入信号的微波载波的边带通过改变每个SQUID的通量斜坡调制频率。我们证明了我们的方法使用的原型设备的适用性，并认为通过基本信息理论，我们的方法是特别适合于读出大型低温测辐射热计阵列。
2022-02-11 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Quantum beats of a magnetic fluxon in a two-cell SQUID
本文对一种相干的宏观量子力学现象--被囚禁在高动态电感的双腔SQUID中的单个磁通量的量子拍进行了详细的理论研究。我们数值计算和分析的低能级的磁通，并探讨其依赖于外部施加的磁场。通量子的量子动力学表明量子拍源于其在SQUID单元之间的相干量子隧穿。我们分析的实验装置的基础上，三细胞SQUID，允许时间分辨测量的磁通量的量子拍。
2021-04-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Correlating DC SQUID Performance with the Location of Trapped Magnetic Flux Using Scanning SQUID Microscopy
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；SUN Magnetics (RF) (Pty) Ltd（SUN Magnetics (RF) 私人有限公司）；Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）
本研究利用扫描超导量子干涉显微镜直接关联直流超导量子干涉器件性能与捕获磁通位置，发现无论护城河配置如何均存在优先钉扎位点，为电路布局与故障分析提供反馈。
2026-10-08 cond-mat.supr-con
rf-SQUID measurements of anomalous Josephson effect
本文讨论了由嵌入具有不可忽略电感的超导环中的反常约瑟夫森结构成的rf-SQUID的响应。我们证明了一个适当的扫描面内磁场可以导致总通量和电流在设备中流通调制和表现滞后。分析了系统的阻尼响应作为在不同值的屏蔽参数的异常相移的函数，以突出可以观察到滞后行为的参数范围。证明了穿透SQUID环的磁通量进一步调制系统的滞后响应。此外，我们表明，异常相移可以方便地确定通过测量的平面外磁场，在该设备切换到电压状态和捕获的磁通量子的数量的变化。最后，我们比较了两种不同的设备配置，即，SQUID包括只有一个或两个异常结的响应。实验结果表明，该装置可有效地用于探测和测量反常约瑟夫森效应。
2020-05-14 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
Magnetic flux induce dissipation effect on the quantum phase diagram of mesoscopic SQUID array
给出了介观SQUID阵列的量子相图。我们预测了不同的量子相和相边界以及几个特殊的点。我们提出的结果，磁通量诱导耗散这些点上，也对相边界。在这些点的约瑟夫森耦合依赖于系统参数在一个更复杂的方式，并从Ambegaokar和Baratoff关系不同。导出了系统的耗散强度与Luttinger液体参数之间的解析关系。我们观察到了半整数磁通量量子的一些有趣的行为，以及共隧穿效应的重要性。
2011-08-23 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
Degenerate ground state and anomalous flux hysteresis in an YBa2Cu3O7 grain boundary r.f. SQUID
我们报告的磁通磁滞曲线和陷阱磁通分布在YBa 2Cu 3 O 7射频测量。SQUID包含两个平行的紧密间隔的晶界约瑟夫森结。从T = 15 K到30 K的通量分布的加宽之后是在T = 35 K处的分叉，其对应于简并基态。在T ~ 40 K以上，分岔消失，磁通分布明显变窄，磁滞曲线出现小的二次回线。这种行为可以定性建模，如果我们假设一个温度依赖的二次谐波项的结的电流相位关系。
2004-03-21 cond-mat.supr-con
Flux-tunable global and local superconductivity in a topological insulator nano-SQUID
University of Cologne（科隆大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）
该研究以拓扑绝缘体纳米SQUID为对象，观测到通量驱动的全局超导相变及局域电导频谱跳变，但局域零偏峰与全局特征无关联，提出需结合全局拓扑性质与多类探针明确识别马约拉纳束缚态。
2026-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low-frequency flux noise and visualization of vortices in a YBa2Cu3O7 dc SQUID washer with an integrated input coil
我们使用低温扫描电子显微镜（LTSEM）成像量化的磁通量（涡流）在直流（DC）超导量子干涉器件（SQUID）在温度T=77 K，在一个可控的磁场高达20微特斯拉的空间分辨率约为1微米。我们表明，LTSEM允许图像的涡旋的空间分布在YBa 2Cu 3 O 7/SrTiO 3/YBa 2Cu 3 O 7多层薄膜结构组成的直流SQUID垫圈上集成的输入线圈。同时，我们能够测量被测样品的低频噪声，这允许将涡旋的空间分布与SQUID中的低频噪声相关联。
2001-04-20 cond-mat.supr-con
Dispersive magnetometry with a quantum limited SQUID parametric amplifier
目前，在测量和操纵纳米级磁体，特别是在量子相干制度的基本和技术的兴趣。为了观察这种系统的动态，人们需要一个磁强计，不仅具有特殊的灵敏度，而且还具有高增益，宽带宽和低反作用。我们展示了一个分散的磁强计组成的两个结SQUID并联集成，集总元件电容器。输入通量信号被编码为施加到磁力计的微波驱动音的相位调制，从而产生单个正交电压信号。对于强驱动功率，谐振器的非线性导致该信号的量子限制、相敏参量放大，这以带宽为代价提高了通量灵敏度。根据驱动器参数，器件性能范围从0.29 \textbf{} $μΦ_{0}$ Hz $^{-\frac{1}{2}}$和20 MHz信号带宽的有效通量噪声到0.14 $μΦ_{0}$ Hz $^{-\frac{1}{2}}$和0.6 MHz带宽的噪声。这些结果与我们的理论模型非常吻合。
2010-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
3D nano-bridge-based SQUID susceptometers for scanning magnetic imaging of quantum materials
设计并制作了一种新型超导量子干涉仪，用于量子材料的磁成像。2结SQUID传感器采用3D Nb纳米桥制造的电子束光刻。SQUID的两个反绕平衡拾波回路可以进行梯度测量，并且它们被一个用于磁化率测量的单匝场线圈包围。SQUID的最小拾波环直径为1 $μm$，在100 Hz时通量噪声约为1 $μΦ_0/\sqrt{Hz}$。我们演示了扫描磁力仪，电流磁力仪和电流磁力仪上的一些测试样品使用这些纳米SQUID。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux ramp modulation based MHz frequency-division dc-SQUID multiplexer
提出了一种基于磁通斜坡调制的MHz分频dc-SQUID多路复用器，该多路复用器采用$N$全同电流传感dc-SQUID串联阵列，输入线圈为紧耦合。通过使周期性的锯齿形电流信号流过紧密但非均匀地耦合到各个SQUID的附加调制线圈，阵列两端的电压降根据调制信号的每个周期内各个SQUID的磁通-电压特性的叠加而变化。在这种操作模式下，注入SQUID之一的输入线圈中并且在时间帧内准静态的输入信号增加了恒定的通量偏移，并导致相关联的SQUID特性的相移。后者本质上与输入信号成比例，并且可以通过对采样的阵列输出电压进行信道化和下变频来推断。使用一个原型复用器，以及一个自主开发的高速读出电子实时相位确定，我们演示了同时读出的四个信号源与MHz的带宽每通道。
2021-03-04 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Tuning of Strong Nonlinearity in rf SQUID Meta-Atoms
利用互调测量方法研究了自谐振射频超导量子干涉仪（rf-SQUID）亚原子的强非线性特性。先前在零直流磁通量的工作表明，当频率扫过谐振时，IM响应的急剧开始。还观察到较高频率的第二次发作，在IM响应中产生显著的间隙。通过将这些测量扩展到非零直流通量，揭示了新的动态，包括：上述间隙的直流通量可调性，以及rf-SQUID的几何共振附近的增强IM响应。实验观察到的这些功能的理解和理论分析，通过一个稳态的分析模型的组合，和一个完整的数值处理的rf SQUID动态。后者，此外，预测存在的混沌在狭窄的参数制度。了解rf-SQUID超材料中的互调对于产生微波信号的低噪声放大和可调谐滤波器是重要的。
2022-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nlin.CD
Candidate source of flux noise in SQUIDs: adsorbed oxygen molecules
使用SQUID作为量子位的一个主要障碍是通量噪声。我们提出，迄今为止神秘的自旋产生的磁通噪声可能是$O_2$分子吸附在表面上。用密度泛函理论计算了吸附在α-Al 2 O3表面的$O_2$分子的磁矩约为1.8 μB。当自旋垂直于O-O键的轴时，自旋旋转的势垒约为10 mK。蒙特卡罗模拟的铁磁耦合，各向异性的XY自旋在一个正方形晶格发现1/f磁化噪声，在铝SQUID的磁通噪声一致。
2015-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Quantum analysis of a nonlinear microwave cavity-embedded dc SQUID displacement detector
我们进行了量子分析的dc SQUID机械位移检测器，包括一个SQUID与机械兼容的环段，这是嵌入在微波传输线谐振器。SQUID被近似为一个非线性的，电流相关的电感，诱导外磁通可调，非线性Duffing自相互作用项的微波谐振器模式方程。顺应性SQUID环段的运动通过外部通量穿过SQUID环中的变化被感应地转换，给出微波和机械谐振器模式之间的有质动力的辐射压力型耦合。推导了探测器信号响应和噪声的表达式，发现软弹簧Duffing自相互作用使位移探测标准量子极限更接近，并且冷却更接近基态。
2008-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
Voltage-flux-characteristics of asymmetric dc SQUIDs
我们提出了一个详细的分析，电压通量V（Φ）特性的非对称直流SQUID与各种不对称。对于两个约瑟夫森结的临界电流中的有限不对称性α_I，相反极性的偏置电流的V（Phi）特性中的最小值沿着通量轴相对于彼此偏移Δ_Phi =（α_I）*（β_L）; β_L是屏蔽参数。这个简单的关系式使我们在YBa_2Cu_3O_（7-x）dcSQUID的实验中可以测定α_I并与理论进行比较。在广泛的beta_L和噪声参数Gamma范围内的大量数值模拟揭示了传递函数V_Phi对alpha_I和alpha_R（结电阻不对称性）的系统依赖性。对于对称dc SQUID，V_Phi分解为g（Gamma*beta_L）*f（alpha_I，beta_L），其中f也取决于alpha_I。当β_L小于5时，我们发现V_Phi随α_I的增加而减小，但这只能部分解释高T_c直流SQUID中经常观察到的V_Phi与实验值之间的差异。
2000-12-07 cond-mat.supr-con
A linear magnetic flux-to-voltage transfer function of differential DC SQUID
具有差分输出或“DSQUID”的超导量子干涉装置先前被提出用于在存在大共模信号的情况下操作。DSQUID是两个相同SQUID的差分连接。在这里，我们表明，除了抑制电磁干扰，该设备提供了有效的线性化的DC SQUID电压响应。在零电容电阻并联结模型的框架下，我们证明了DSQUID磁通量-电压传递函数的无杂散动态范围（SFDR）大于SFDR > 100 dB，而信号的总谐波失真（THD）小于THD < $10^{-3}\%$，信号的峰-峰幅度为半通量量子$2Φ_a = Φ_0/8$的四分之一。对DSQUID电压响应稳定性的分析表明，DSQUID的实现允许以约瑟夫森结的高度一致性和高精度电流源为代价进行高度线性的磁通量-电压变换。
2019-03-11 cond-mat.supr-con
Design concepts for an improved integrated scanning SQUID
在本文中，我们讨论的设计概念，提高空间分辨率，提高灵敏度，并减少侵入性扫描超导量子干涉器件（SQUID）显微镜传感器集成通量拾取回路。这不仅可以通过减小基本规则线宽和间距来实现，还可以通过利用平坦化、通过减小SQUID电感来减小通量噪声以及通过分散读出或片上滤波来减小反作用来实现。
2010-02-08 cond-mat.supr-con
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
Stacked Josephson junction SQUID
本文用数值方法分析了由叠层约瑟夫森结构成的超导量子干涉器件在各种结参数下的工作情况。由于堆叠中的结的磁耦合，与未耦合的多结SQUID相比，这种SQUID具有某些优点。也就是说，如果叠层中的结是锁相的，则可以降低电流-通量调制的亚稳性并且可以改善电压-通量调制。SQUID的最佳操作预期为中等长度，强耦合堆叠约瑟夫森结。本文讨论了利用高温超导体中的本征约瑟夫森结制作叠层约瑟夫森结SQUID的可能性。
2001-09-21 cond-mat.supr-con
Long-time stable HTSC DC-SQUID gradiometers with silicon dioxide passivation for measurements with superconducting flux transformers
在高Tc超导DC-SQUID的应用中，如生物磁学，无损评估和磁性纳米颗粒的弛豫，重要的是在延长的时间段内保持可靠的传感器性能。我们设计并制作了基于YBCO薄膜的DC-SQUID梯度计，该梯度计与磁通Transformer电感耦合以实现更高的灵敏度。该梯度仪的保护免受环境大气和湿度的SiO2和非晶YBCO层。倒装芯片配置的传感器的噪声特性，特别是在无屏蔽的环境中，示出。我们提出了一个比较的TBCCO薄膜缓冲蓝宝石或LaAlO 3衬底上的磁通Transformer在屏蔽和非屏蔽环境。在LaAlO 3磁通Transformer上使用TBCCO，我们达到了72 fT/（cm sqrt（Hz））的低白场梯度噪声。在一年的时间内测量了梯度计的电性能（临界电流IC、正常状态电阻RN和传递函数VPhi），没有显示出明显的退化迹象。
2007-07-30 cond-mat.supr-con
Asymmetric higher-harmonic SQUID as a Josephson diode
本文理论研究含不同电流-相位关系的非对称双结 SQUID，证明二次谐波可产生磁通可调的约瑟夫森二极管效应，并分析交流驱动下 Shapiro 尖峰与台阶的方向非对称性。
2023-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurements of Phase Dynamics in Planar Josephson Junctions and SQUIDs
该研究实验测量外延 InAs/Al 平面 Josephson 结与 SQUID 的随机相位动力学，揭示栅压和磁通可调的宏观量子隧穿—相位扩散渡越及相位锁定效应。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The stationary SQUID
在SQUID的常规操作模式中，SQUID中的电磁场是时间的振荡函数。在这种情况下，发射电磁辐射，并耦合到样品。这是一个反向作用，可以改变我们打算测量的状态。一个可以作为静止SQUID的电路由一个超导材料环组成，该超导材料环包围着磁通量，连接到超导电极和正常电极。该电路不包含约瑟夫森结或任何其他微型特征。我们研究的序参量和在这个电路中的电化学势的演变，它们收敛到一个固定的制度和电极之间的电压取决于封闭的通量。我们得到表达式的功率耗散和热传输的电流，这些表达式的有效性不依赖于一个特定的演化模型的序参量。我们评估波动的影响。对于SQUID周长的顺序为1 $μ$ m和温度$0.9T_c$，我们得到的顺序为$10^{-5}Φ_0/$ Hz $^{1/2}$的通量分辨率;预计该分辨率将提高温度降低。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Electrically tunable multi-terminal SQUID-on-tip
提出了一种新的纳米超导量子干涉器件（SQUID），其干涉图样可以原位电位移。该器件由一个纳米级的四端/四结SQUID的尖端处的尖锐的移液管使用自对准的三步沉积的铅制造。与当通量偏置到通量量子的大约四分之一时显示最佳灵敏度的常规双端子/双结SQUID相比，附加端子和结允许在任意施加通量下的最佳灵敏度，从而消除了磁场“盲点”。我们证明了自旋灵敏度为5至8 $μ_B/\text{Hz}^{1/2}$在0至0.5 T的连续场范围内，具有很好的应用前景的纳米级扫描磁成像。
2016-09-26 cond-mat.supr-con
Response of thin-film SQUIDs to applied fields and vortex fields: Linear SQUIDs
本文分析了当伦敦穿透深度λ大于超导膜厚度d时，dc SQUID的特性。我们提出了控制相对于SQUID的线性尺寸的任意值Λ= λ^2/d的静态行为的方程。SQUID的临界电流I_c取决于有效通量Φ，即通过围绕中心孔的轮廓的磁通量加上与围绕该轮廓的电流密度的线积分成比例的项。虽然众所周知，SQUID的电感取决于Λ，我们在这里表明，磁通量从施加的字段和涡旋产生的字段到SQUID的中心孔的聚焦也取决于Λ。我们将这种形式应用于宽度为2 w的线性SQUID的最简单情况，该SQUID由一对共面的间隔为2a的长超导带组成，通过两个小约瑟夫森结一端连接到超导电流输入引线，另一端连接到超导引线。这种SQUID的中心区域与超导共面带状线共享许多特性。我们计算了磁场和电流密度分布、电感（包括几何电感和动力学电感）、磁矩以及作为Λ/w和a/w函数的有效面积。
2005-09-25 cond-mat.supr-con
Tunable backaction of a dc SQUID on an integrated micromechanical resonator
我们测量了直流超导量子干涉仪（SQUID）位置探测器在集成的1MHz弯曲谐振器上的反作用。微机械谐振器的频率和品质因数可以通过偏置电流和施加的磁通量来调节。反作用是由谐振器位移时循环电流的变化引起的洛伦兹力引起的。实验特征再现的数值计算使用的电容和电容并联结（RCSJ）模型。
2010-09-21 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
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
