Universal quantum computing with parafermions assisted by a half fluxon
任意子如马约拉纳子或副费米子的编织只提供了克利福德门，而克利福德门并不形成量子门的普适集合。我们提出了一个强大的和资源有效的计划，通过Aharonov-Casher效应，在一个逻辑量子点上进行非Clifford门编码在parafermionic零模式。这个门可以通过在一对准费米零模周围移动半通量量子来实现。使用现有的方案可以在二维设置中实现parafermion模式，并且可以在具有偶极缺陷的自旋三重态约瑟夫森结中创建携带半通量量子的半通量子作为半通量子/反半通量子对的一部分。在适当的偏置电流脉冲下，半磁通子可以编织在平行费米子周围。用仿费米子的编织来补充这个门，为用仿费米子进行通用量子计算而不需要魔态蒸馏提供了途径。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
$8π$-periodic dissipationless ac Josephson effect on a quantum spin-Hall edge via a Quantum magnetic impurity
时间反演不变性对量子自旋霍尔边缘的性质有很强的约束。一个这样的限制是，在没有相互作用的情况下，在这样的边缘上形成的两个超导体之间的约瑟夫森结中的耗散是不可避免的。相互作用和自旋守恒破缺是在这种量子自旋霍尔边实现无耗散交流约瑟夫森效应的关键因素。我们提出了一个简单的量子杂质模型，允许创建一个无耗散分数约瑟夫森效应的量子自旋霍尔边缘。然后，我们用这个模型来证实一个一般的论点，表明任何这样的非耗散约瑟夫森效应必须由$8π$ -周期。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall
Transport through a single Anderson impurity coupled to one normal and two superconducting leads
研究了量子点耦合到一个正常和两个超导（SC）导线中的近藤效应和Andreev-Josephson效应之间的相互作用。在大能隙极限下，对于相互作用的Bogoliubov粒子，系统的低能态可以用局域费米液体精确描述。Bogoliubov粒子的相移和重整化参数随两个SC引线之间的约瑟夫森相位而变化。我们探索的精确功能之间发生的近藤单线态和本地库珀配对状态的约瑟夫森相位变化，使用数值重整化群的方法。
2011-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Loss of Pi-Junction Behaviour in an Interacting Impurity Josephson Junction
利用推广的不交叉近似，其中包括Andreev反射，我们研究了耦合到两个超导引线的无限U Anderson杂质的性质。在$Δ$和$T_K$具有可比性的制度中，我们发现杂质谱函数中的子带隙共振的位置产生了强烈的反常相位依赖性--当超导体之间的相位差等于$π$时，其能量最小。计算通过杂质的约瑟夫森电流，我们发现，$π$结的行为是失去的束缚态的位置以上的费米能量移动。
2000-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junction on one edge of a two dimensional topological insulator affected by magnetic impurity
本文研究了在二维拓扑绝缘体的同边上放置两个s波超导体形成的约瑟夫森结中的电流-相位关系。我们考虑的情况下，结的长度是有限的和磁性杂质存在。讨论了它与传统的约瑟夫森结的异同。在半导体图中计算电流。研究了$2π$ -和$4π$ -周期电流-相位关系（$I_{2π}(ϕ), I_{4π}(ϕ)$）。在干净结中，分别对于$I_{2π}$和$I_{4π}$，在$ϕ=π$和$ϕ=2π$处存在急剧跳变。对于$I_{2π}$，急剧跳跃对于杂质强度和分布具有稳健性。然而，对于$I_{4π}$，杂质使$ϕ=2π$处的跳跃平滑。给出了$I_{2π}$的临界（最大）电流，发现杂质的不对称分布会使其增大。
2013-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impurity Knight shift in quantum dot Josephson junctions
本研究发现嵌入量子点的约瑟夫森结中外磁场能级劈裂存在与规范不变相位差相关的贡献，通过超导安德森杂质模型分析其奈特位移起源，并用数值重整化群计算验证，为超导自旋电子学提供了新的调控机制。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inelastic Microwave Photon Scattering off a Quantum Impurity in a Josephson-Junction Array
非谐超导电路中的量子涨落使得单个入射光子能够进行频率转换。这种在光子束强度中呈线性的效应导致了标准输入输出电路理论的分支。我们考虑一个极端情况下的非谐性，光子散射的一个小的一组弱链接内的约瑟夫森结阵列。我们证明了这种量子杂质显示近藤物理和评估的弹性和非弹性光子散射截面。这些截面揭示了近藤问题的多体性质，而这些性质在传统的费米子模型中是很难得到的。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Interacting Impurity Josephson Junction: Variational Wavefunctions and Slave Boson Mean Field Theory
我们研究了两个超导体之间的约瑟夫森耦合介导的无限U安德森杂质，适应变分波函数的方法已被证明是成功的近藤模型。然而，与近藤问题不同的是，单重态和双重态能量的交叉可以通过改变近藤能量与超导能隙的比率来产生，这与Clerk和Ambegaokar最近的工作一致。我们构造了该结的相图，并讨论了不同相的性质。此外，我们发现单重态和二重态能量内的奴隶玻色子平均场的方法。我们发现，从玻色子平均场处理是无法解释的能级交叉。
2000-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Abelian parafermions in time-reversal invariant interacting helical systems
在二维拓扑绝缘体的螺旋边缘态中，体自旋-轨道耦合和电子-电子相互作用之间的相互作用产生了umklapp散射。如果化学势在狄拉克点，即使系统是时间反演不变的，umklapp散射也可以在边缘态谱中打开一个缺口。我们确定的零能量的束缚态之间的界面处的一段的螺旋液体，这是由超导邻近效应和一段的Umklapp散射缺口了。我们发现，这些接口引脚的收费是$e/2$的倍数，从而产生约瑟夫森电流与$8π$周期性。此外，受时间反演对称性保护的束缚态是四重简并的，可以描述为$\mathbb{Z}_4$ parafermion。我们确定他们的编织统计，并显示如何编织可以实现拓扑绝缘体系统。
2014-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local analysis of a single impurity on a graphene Josephson Junction
本文基于Dirac-Bogoliubov-De Gennes方法研究了短弹道石墨烯约瑟夫森结中单个短程杂质的局域效应，通过分析局域态密度的能量与空间依赖性区分散射过程、识别杂质磁性并揭示亚能隙束缚态的微观机制。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Interplay between Kondo and Andreev-Josephson effects in a quantum dot coupled to one normal and two superconducting leads
研究了Y型结中量子点与一个正常引线和两个超导引线耦合的低能输运。在这种几何结构中，通过调整诸如量子点的量子化能级和约瑟夫森相位的参数，发生了近藤主导态和库珀配对主导态之间的交叉，这诱导了通过量子点的两个SC引线之间的超电流流动。此外，Andreev散射发生在点和正常铅之间的界面处。该系统的低能态可以用Bogoliubov粒子相互作用的局域费米液体理论来描述。在基于Anderson杂质模型的描述中，我们用Wilson的数值重整化群（NRG）方法计算了大SC能隙极限下的输运系数、重整化参数和谱函数。我们的结果表明，如何Andreev共振能级接近费米能级之间的交叉区的库珀配对单重态和强耦合的情况下，杂质水平或约瑟夫森相位的变化。强耦合的情况下，显示了近藤效应与显着重整化共振宽度。当点和正常引线之间的耦合较大时，交叉被涂抹。此外，约瑟夫森结的不对称性抑制了有限约瑟夫森相位的SC邻近的抵消，并且它有利于SC单态而不是Kondo单态。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Parity anomaly and spin transmutation in quantum spin Hall Josephson junctions
研究了与局域磁杂质耦合的量子自旋霍尔系统中的约瑟夫森效应。作为费米子宇称异常的结果，当穿过结的超导相位差前进$2π$时，杂质和自旋霍尔边缘的组合系统的自旋在半整数和整数值之间交替。这导致了交换耦合和单离子各向异性在相位差，其中保留时间保留对称性的自旋多重态分裂的特征差异。我们讨论了$8π$周期（或$\mathbb{Z}_4$）的分数约瑟夫森效应的背景下，最近的实验。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall
Quantum phase transition in a minimal model for the Kondo effect in a Josephson junction
提出了近藤机制下量子点约瑟夫森电流的极小模型。我们从一个安德森杂质连接到两个超导（SC）的领导与间隙$Δ_α=|Δ_α| e^{i θ_α}$，其中$α= L, R$的领导在左边和右边的模型。我们发现，当一个SC间隙比其他$|Δ_L| \gg |Δ_R|$大得多时，起始模型可以精确地映射到单通道模型，该模型由$Δ_R$的右引线和Anderson杂质以及额外的现场SC间隙$Δ_d \equiv Γ_L e^{i θ_L}$组成。这里，$θ_L$和$Γ_L$是相对于起始模型定义的，$Γ_L$是由于与左导联耦合而产生的电平宽度。在此简化模型的基础上，我们利用数值重整化群（NRG）方法研究了非对称带隙$|Δ_L| \gg |Δ_R|$的基态性质。结果表明，SC间隙$ϕ\equiv θ_R -θ_L$的相位差，诱导约瑟夫森电流，干扰屏蔽的本地矩不稳定的单重基态典型的近藤系统。它还可以驱动量子相变到磁偶极基态，并且在临界点处约瑟夫森电流呈现不连续的变化。两个SC间隙的不对称性导致重入磁相，其中间隙内束缚态位于接近费米能级。
2004-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Scattering by magnetic and spin-orbit impurities and the Josephson current in superconductor-ferromagnet-superconductor junctions
本文分析了任意杂质浓度下两个超导体（S）和一个铁磁层（F）组成的结中的约瑟夫森电流。除了非磁性杂质，我们还考虑磁性杂质和自旋轨道散射。在弱邻近效应的限制下，我们求解了线性化的Eilenberger方程，并导出了适用于宽参数范围的约瑟夫森临界电流的解析表达式。这个表达式使我们不仅能够获得已知的结果，在肮脏和清洁的限制，但也在中间区域的杂质浓度，这可能是非常重要的比较与实验数据。
2007-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle poisoning and Josephson current fluctuations induced by Kondo impurities
我们引入一个玩具模型，使我们能够研究的物理性质的自旋杂质耦合到超导岛的电子。当自旋耦合达到超导能隙量级时，形成了两个几乎简并的亚能隙态。通过计算与超导相旋转在这个模型中的Berry相，我们证明了这些subgap状态的特点是由不同的电荷，并表明这些状态之间的切换具有相同的效果作为准粒子中毒（unpoisoning）的岛。我们还表明，杂质耦合到岛和铅产生Josepshon电流波动。
2008-01-25 cond-mat.mes-hall
Kinky Behavior in Josephson Junctions
本文非微扰地分析了两个BCS超导体通过安德森杂质耦合的约瑟夫森结的行为。我们恢复早期的微扰结果发现，一个$δ=π$相位差是首选的杂质是单占据和现场库仑相互作用是大的。我们发现了一种新的中间相，其中$δ=0$和$δ=π$之一是稳定的，而另一个是亚稳定的，能量$E(δ)$有一个扭结之间的某个地方。作为扭结的结果，结的$I-V$特性在低电压下被修改。
1998-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-Impurity Yu-Shiba-Rusinov States in Coupled Quantum Dots
利用双量子点作为约瑟夫森结的弱连接，我们实现了著名的双杂质近藤模型的超导模拟。该器件显示出一个尖点的电流-电压特性，这可以通过一个过阻尼电路相关的约瑟夫森临界电流观察到的尖点电流建模。门依赖的尖电流和subgap光谱被用作互补的基态指标，以证明门调谐的变化的基态从点间单线独立筛选Yu-Shiba-Rusinov（YSR）单线。与正常态系统中的双杂质近藤效应相反，这两个单线态之间的交叉由量子相边界预示到附近的双线态YSR相，其中只有单个自旋被屏蔽。
2020-09-19 cond-mat.mes-hall
Experimental Proposal to Detect Topological Ground State Degeneracy
拓扑有序的物质态，如分数量子霍尔态（Fractional quantum Hall state，简称FWHH），最重要的特征之一是它们具有依赖于拓扑的基态简并性，这种简并性对所有局部扰动都是鲁棒的。在这里，我们建议直接检测这些拓扑退化的实验可访问的设置。该检测方案使用具有适当图案化的顶部和底部栅极的双层COBH系统中的电导测量。我们讨论了两个实验平台，在第一，拓扑简并状态的检测与检测的$Z_N$ parafermion零模式相一致。我们将相关的物理映射到单通道$Z_N$量子杂质模型，提供了一个新的推广的近藤模型。我们的建议也可以适用于检测最近发现的$Z_N$ parafermion零模式在超导性接近的OH-H线结。
2014-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Can Majorana zero modes in quantum Hall edges survive edge reconstruction?
Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT（艾克斯马赛大学，土伦大学，法国国家科学研究中心，理论物理中心）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学与教育研究所加尔各答分校物理系）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所国际理论科学中心）
研究探讨量子反铁磁边缘在边缘重构后Majorana零模的稳定性，发现边缘重构使拓扑态数翻倍，并通过分数约瑟夫森电流观测到新态。
2023-12-14 cond-mat.mes-hall
Practical Guide to Quantum Phase Transitions in Quantum-Dot-Based Tunable Josephson Junctions
附着在BCS超导引线上的量子点表现出$0-π$杂质量子相变，其可以通过实验由栅极电压或超导相位差控制。对于相关的超导单杂质Anderson模型，我们新提出了两个简单的解析公式，分别描述了弱关联区和近藤区相边界在参数空间中的位置。此外，我们表明，二能级近似提供了一个很好的描述超导量子点附近的相变的低温物理。我们讨论了现有的有限温度数值方法（数值重整化群和量子蒙特卡罗）的可靠性和相互协议，并提出了一种新的方法，有效地确定量子相边界从测量的有限温度数据。我们的结果能够快速、高效且可靠地表征和设计此类纳米级可调约瑟夫森结器件。
2020-07-24 cond-mat.mes-hall
Parafermions in fractional Chern insulator-superconductor heterostructures: the role of spin polarization
本研究分析极化FQAH边缘沟道中的配对与隧穿通道，证明畴壁携带Z3 parafermions，并指出需要偶频等自旋配对，预期6π周期约瑟夫森电流。
2026-10-02 cond-mat.mes-hall
Spectral and transport properties of a half-filled Anderson impurity coupled to phase-biased superconducting and metallic leads
我们推导并应用了一个一般的方案，用于映射到一个普通的半填充单杂质安德森模型与单一的修改隧道态密度的半填充单能级量子点耦合到一个正常的金属和两个超导相偏置的铅组成的设置。该理论允许否则不可行的应用程序的标准数值重整化群，并能够获得相位相关的本地光谱特性以及相位相关的诱导配对和约瑟夫森电流。由此产生的输运性质匹配以及与数值精确的连续时间的杂交扩展量子蒙特卡罗。对于弱耦合的正常电极，光谱特性可以用正常电极加宽的Andreev束缚态来解释，该束缚态具有类似于超导Anderson模型的相位依赖位置，其共存于具有Kondo峰的$π$ -类相位中，该Kondo峰的相位依赖Kondo温度遵循先前在Domauburski等人中所描述的形式，物理学~修订版~ B { \bf 95}，045104（2017）
2021-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge $2e/3$ superconductivity and topological degeneracies without localized zero modes in bilayer fractional quantum Hall states
最近的研究表明，在传统的阿贝尔分数量子霍尔态中，可以产生具有局域化的仿费米子零模的非阿贝尔缺陷。在这里，我们提出了一种替代路线，以创建，操纵和测量拓扑保护的退化耦合到超导体的双层BHH状态，而不创建本地化的parafermion零模式。我们主要集中在电子空穴双层，与$\pm 1/3$劳克林在每一层的状态，与邻近耦合到超导体的边界。我们表明，超导体诱导电荷$2e/3$准粒子对凝聚在每个边界的H状态，这导致（1）拓扑保护的简并，可以通过测量电荷传感实验和（2）部分电荷$2e/3$ AC约瑟夫森效应。我们证明了一个模拟的非阿贝尔编织是可能的，尽管没有一个本地化的零模式。我们讨论了几个实际的优势，这个建议比以前的工作，也扩展到电子-电子双层在$ν= 2/3 + 1/3$耦合到超导性，电子-空穴双层只有层间隧穿。
2016-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Kondo effect in asymmetric Josephson couplings through a quantum dot
基于单杂质Anderson模型，利用数值重整化群（NRG）方法研究了两个超导体通过量子点的Josephson耦合的非对称性。具体地说，我们研究了耦合之间的差异如何影响基态，这是已知的，以显示量子相变之间的单重态和双重态的磁取决于各种参数;库仑相互作用U，现场电位ε_d，能级宽度Γ_L，Γ_R，所造成的杂化，和超导间隙Δ_L和Δ_R的铅在左边和右边。结果表明，局部矩是否被完全屏蔽，主要取决于耦合的非对称性。它倾向于使单重态基态稳定，而两个超导间隙的大小和相位差倾向于抑制屏蔽。我们还讨论了系统的一些一般对称性及其与电流守恒的关系。
2007-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strongly correlated Josephson junction: proximity effect in the single-layer Hubbard model
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯特凡研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学物理学院）
研究单层海夫曼模型中强相关电子系统在约瑟夫森结中的近邻效应，发现两种能隙相并探讨其相变机制与能隙结构。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson coupling driven magnetoresistance in superconducting NiBi3 nanowires
本研究通过对比含与不含Ni杂质的100 nm宽颗粒状NiBi₃纳米线的磁阻测量，证实磁性杂质引发的随机约瑟夫森耦合是导致负磁阻与磁阻振荡的原因，验证了相关理论预言。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effective low-energy models for superconducting impurity systems
提出两种互补方法计算单能级量子点的Andreev bound state能量：基于低能模型映射从量子Monte Carlo数据提取能量，及映射至超导原子极限并加能带校正，后者预测与数值重整化群结果高度吻合。
2023-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Perturbation theory of a superconducting $0-π$ impurity quantum phase transition
利用相互作用强度的微扰展开，研究了具有库仑排斥的单能级量子点与两个超导导线的相互作用。我们使用Nambu形式主义和标准的多体图解表示的杂质格林函数制定松原自洽微扰展开。我们表明，在零温度下的二阶膨胀在其$\it{spin-symmetric}$版本产生一个几乎完美的协议与数值精确计算的位置的$0-π$相边界处的Andreev束缚态达到费米能量，以及在0相的单粒子数量的值。我们目前的结果相图，水平占领，诱导局部超导能隙，约瑟夫森电流和Andreev束缚态的能量与精度超过任何（半）分析方法迄今为止。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
How to measure the Majorana polarization of a topological planar Josephson junction
我们分析了拓扑超导电性，并研究了约瑟夫森型结中金属带诱导的零能模的光谱性质。针对这类准粒子的Majorana极化，我们提出了利用自旋选择Andreev反射方法进行经验探测的可行方法。我们的研究揭示了一个逐渐发展的横向梯度的马约拉纳极化的金属带时，增加其宽度。我们还检查的空间轮廓和极化的Majorana准粒子在存在一个强的静电杂质。我们表明，根据其位置，这样的缺陷可以导致大量本地化的马约拉纳模式。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impurity-assisted Andreev reflection at a spin-active half-metal-superconductor interface
在半金属铁磁体（H）和超导体（S）之间的干净界面处的Andreev反射振幅与激发能$\varepsilon$成比例，并且在$\varepsilon=0$处消失[Béri { \em等人}，物理学\修订版本\ B { \bf 79}，024517（2009）]。在这里，我们表明，杂质的存在下，或在HS接口附近导致有限的Andreev反射振幅在$\varepsilon=0$。这种杂质辅助Andreev反射占主导地位的HS结的低偏置电导和SHS结的约瑟夫森电流在长结限制。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity dependent Josephson current through a helical Luttinger liquid
考虑超导体-二维拓扑绝缘体-超导体结（S-2DTI-S），研究了电子-电子相互作用对2π和4π周期约瑟夫森电流的影响.在长结极限下，超导电流可以通过将系统建模为耦合到超导储层的螺旋Luttinger液体来评估。在引入玻色子化的奇偶约束的存在下，我们转而考虑完美和不良接口的限制。对于透明的界面，完美的Andreev反射发生在边界处，约瑟夫森电流是轻微的相互作用的影响。相反，如果强磁散射体存在于弱连接中，则情况会发生显著变化。在这里，库仑相互作用在低温和高温下都起着至关重要的作用。此外，约瑟夫森电流的相移可以通过改变杂质的磁化方向来诱导。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interferometric Signatures of Zero Modes in Fractional Quantum Hall-Superconductor Heterostructures
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）
该研究针对分数量子霍尔-超导体异质结构中缺陷束缚的 parafermion 零模，提出两种探测其融合结构的干涉构型，通过约瑟夫森结与法布里-珀罗干涉仪的隧穿特性揭示缺陷的非阿贝尔性质。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson effect in ballistic graphene
我们在无杂质的超导体-正常超导体（SNS）结中求解Dirac-Bogoliubov-De-Gennes方程，以确定可以流过具有重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的最大超电流。结果由超导能隙和结的纵横比（长度L，相对于宽度W和超导相干长度小）确定。从零掺杂的狄拉克点出发，我们恢复了通常的弹道结果，其中费米波长取代了L。临界电流和正常状态电阻的乘积在接近狄拉克点时保持其普适值（直到数值前因子）。
2006-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Singlet-doublet transitions and Josephson currents in a superconducting ring with a quantum dot
Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院人工结构与量子控制教育部重点实验室）；Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系）
该研究采用变分波函数方法，探究嵌入量子点的超导环的基态性质，揭示混合价态量子点下系统基态的单重态-双重态跃迁，以及超电流随磁通量振荡且在相变点突变的特性。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in silicene-based SNS Josephson junction: Andreev reflection and free energy
研究了在垂直电场和非共振圆偏振光作用下，掺杂无偏硅烯超导体-正常超导体结（SNS）中的约瑟夫森效应.研究了亚能隙输运过程中的Andreev反射（包括回射和镜面反射）、自由能、Josephson效应的反转以及$ϕ_{0}$结的出现.与铁磁-超导体界面相反，即使在干净界面和没有费米波矢失配的情况下，NS界面中的Andreev反射也是完全的。本文指出了自由度的动态极化对$0-π$跃迁和$ϕ_{0}$结的产生所起的重要作用。衬底中带电杂质的散射影响体中的输运性质以及谷弛豫，这可以通过宏观波函数来考虑。在短结极限下，讨论了Andreev能级和自由能的近似结果。除了紧束缚模型的低能限制外，只要间距模型远大于超导能隙，就需要考虑有限尺寸效应。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evidence for chiral supercurrent in quantum Hall Josephson junctions
本文在封装石墨烯纳米带超窄约瑟夫森结中首次观测到量子霍尔边缘通道承载的手性超流，其呈现2ϕ₀周期振荡并可持续至8特斯拉，为拓扑量子计算中非阿贝尔态操控奠定关键实验基础。
2023-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin relaxation, Josephson effect and Yu-Shiba-Rusinov states in superconducting bilayer graphene
双层石墨烯有两个不等价的亚晶格，因此，相同的吸附原子杂质可以表现在光谱上不同的方式-尖锐与宽共振附近的电荷中性-这取决于它吸附的亚晶格。采用格林函数的分析方法和数值Kwant包，我们调查的光谱和运输之间的相互作用的共振和超导相干诱导的双层石墨烯接近的s波超导体。通过分析准粒子自旋弛豫速率、Yu-Shiba-Rusinov态能量、Andreev谱和约瑟夫森结的超导特性与掺杂和温度的关系，我们发现了区别共振和非共振区域的独特超导特征。我们的研究结果在某些方面超越了超导双层石墨烯，并适用于由共振磁性杂质功能化的一般s波超导体。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Absence of a dissipative quantum phase transition in Josephson junctions: Theory
本研究通过三种理论方法证明电阻分流约瑟夫森结中不存在此前认为的超导-绝缘量子相变，揭示电阻紫外截止的关键作用，解释其与一维量子杂质问题的差异，验证了2020年的相关实验结论。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Direct detection of down-converted photons spontaneously produced at a single Josephson junction
本研究在边界 sine-Gordon 杂质模型的超导量子模拟器中，利用宽带参量放大器直接探测到单个约瑟夫森结中由强非线性触发的自发光子下转换现象，明确观测到三光子发射，为多体量子光学和超强光物质耦合提供了直接证据。
2024-05-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Singlet-doublet transitions of a quantum dot Josephson junction detected in a transmon circuit
本研究实现了一种混合超导体-半导体transmon器件，通过栅极定义量子点控制Josephson效应，利用微波光谱探测量子点基态宇称，并解析了相边界处的准粒子动力学，为半导体基$0-π$量子比特和Andreev量子比特的实现提供了基础。
2022-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Correlating Josephson supercurrents and Shiba states in quantum spins unconventionally coupled to superconductors
与超导体耦合的局域自旋引起了几种与库珀对形成和磁交换之间的竞争直接相关的新兴现象。这些效应通常使用光谱方法来仔细检查，该方法依赖于检测由库珀对断裂产生的间隙束缚模式，即所谓的Yu-Shiba-Rusinov（YSR）态。然而，局部磁性杂质对超导序参量的影响在很大程度上仍然是未知的。在这里，我们使用扫描约瑟夫森光谱直接可视化的磁场扰动的库珀对隧道超导电极之间的原子尺度上的效果。通过一次增加一个电子来增加磁性杂质轨道占据，我们揭示了约瑟夫森超电流抑制与YSR态之间的直接相关性。此外，在金属制度，我们发现零偏异常，打破了现有的框架的基础上竞争近藤和库珀对单线态形成机制。基于第一性原理计算，这些结果是合理的非常规自旋激发引起的有限的磁各向异性能量。我们的发现对依赖于量子自旋和超导性之间相互作用的现象具有深远的影响。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in a two dimensional electron gas probed with a lateral quantum dot
我们报告了低温输运测量的平面Nb-InGaAs-Nb邻近约瑟夫森结托管栅极定义的横向量子点的弱链接。我们首先研究了当所有门都接地时，准粒子和约瑟夫森输运通过开放结。当量子点通过静电耗尽被限定在正常区域时，共隧穿光谱允许我们直接探测在二维电子气中诱导的能隙。我们的数据显示出良好的定性协议与模型描述的共振隧穿通过安德森杂质连接到超导电极。这些结果证明了基于二维电子气耦合到超导体的顶栅纳米器件的可行性。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of electron-electron interaction and spin-orbit coupling on Andreev pair qubits in quantum dot Josephson junctions
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯蒂芬研究所）；Faculty of mathematics and physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学物理学院）
研究自旋-轨道耦合和电子-电子相互作用如何通过混合单占据YSR成分增强Andreev对量子比特中的自旋跃迁，并探讨其对退相干和量子转导的影响。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall
Microwave spectroscopy of Schmid transition
本文通过预测高阻抗传输线端接约瑟夫森结的导纳和反射相移频率依赖，识别出实现普适标度的电路参数，从而从有限频率测量中判定Schmid转变。
2023-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boundary Field Theory Approach to the Renormalization of SQUID Devices
我们证明了某些Josephson SQUID器件的量子特性可用边界正弦Gordon模型描述。我们的方法自然地描述了多结SQUID设备，当应用到一个单结SQUID（的rf-SQUID），它再现了已知的结果Glazman和Hekking。我们提供了一个详细的分析制度的rf-SQUID和两个约瑟夫森结SQUID设备（直流SQUID）。然后，我们计算的正常分量的SQUID设备的电流响应的外部施加的电压，并表明，描述的电流-电压特性函数的方程减少到众所周知的结果时，适当地选择红外截止。我们的方法有助于在超导器件、量子布朗运动、费米子量子线和更普遍的量子杂质问题之间建立新的有趣的联系。
2006-12-14 cond-mat.mes-hall hep-th
Superconducting Quantum Interference at the Atomic Scale
本文利用扫描隧道显微镜通过YSR态实现约瑟夫森结从0到π的转变，并借助类SQUID的相位敏感探测方法表征了这一原子尺度量子相变。
2022-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Driven dissipative dynamics and topology of quantum impurity systems
在这篇综述中，我们提供了一个介绍和概述的量子杂质模型的实时动力学及其在量子器件中的实现的一些最新进展。我们专注于欧姆自旋玻色子和相关的模型，它描述了一个单一的自旋1/2耦合到一个无限的谐振子集合。这些主题主要来自我们过去几年的努力，但我们也提出了一些新颖的结果。在这篇评论的第一部分，我们开始与教学介绍的实时动力学耗散自旋在高温和低温。然后，我们专注于驱动动力学的量子制度超出了弱自旋浴耦合的限制。在这些情况下，非微扰随机薛定谔方程方法是理想地适合于数值获得自旋动力学，因为它可以将偏置场$h_z(t)$的任意时间依赖的哈密顿量。我们提出了不同的最近的应用这种方法：（i）如何拓扑性质的自旋，如Berry曲率和陈数可以动态测量，以及如何耗散影响的拓扑结构和测量协议，（ii）量子自旋链如何可以通过耦合到一个共同的浴缸同步动力学。在第二部分中，我们讨论了自旋玻色子的量子工程和电路量子电动力学（cQED），量子电路和冷原子体系结构中的相关模型。在不同的实现中，欧姆环境可以由长（微波）传输线、Luttinger液体、一维玻色-爱因斯坦凝聚体、超导约瑟夫森结链来表示。我们表明，量子杂质可以被用作量子传感器，以检测在最小耦合浴的属性，以及如何耗散自旋动力学可以导致新的见解莫特超流体过渡。
2018-07-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Odd triplet superconductivity in clean and moderately disordered SFFS junctions
我们研究了SFFS结中的约瑟夫森效应和配对关联，该结由两个具有透明和自旋非活性界面的金属单畴铁磁体（F）连接的常规超导体（S）组成。我们解决了任意相对取向的两个F层的磁化在干净的限制和中等无序铁磁体的Eilenberger方程。对振幅的空间变化，单线态$f_s$，和奇数频率三重态$f_{t0}$和$f_{t1}$，与0和$\pm1$自旋投影，以及约瑟夫森电流相位关系计算不同值的铁磁层厚度和角度$α$之间的面内磁化。在相反的脏极限的情况下，我们发现，对于$0<α<π$的自旋单重态和三重态对振幅在F层幂律衰减在相同的振荡方式与距离FS接口。随着铁磁体中杂质散射率的增加，这种衰减变得更快。计算出的三重态振幅$f_{t1}$在两个磁体区域中具有相反的符号，渗透到超导体中并在相同的距离（即超导相干长度）上单调衰减，因为单重态振幅$f_s$饱和到体值。我们指出，磁化取向差对约瑟夫森电流的影响不能直接归因于奇三重态关联的出现。
2009-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Real-axis least-squares bath discretization for real-time transport in quantum-dot Josephson junctions
Shanghai Jiaotong University（上海交通大学）
本研究提出实轴最小二乘浴离散化方法，用于量子点约瑟夫森结的实时输运模拟，在保持物理精度的同时大幅降低计算成本，并揭示了寿命与展宽参数的关系。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall
Supercurrent in a double quantum dot
我们演示了超导引线纳米线中的串联双量子点的约瑟夫森效应。超电流稳定性图采用电子-空穴左右反射对称的蜂窝图形。我们观察到尖锐的不连续性的临界电流的大小，$I_c$，作为一个功能的点占领，有关的双峰到单线态基态转换。能级的失谐为$I_c$提供了一个调谐旋钮，它在零失谐时达到最大值。实验和理论的一致性表明，我们的器件是双杂质安德森模型的忠实实现。
2020-04-27 cond-mat.mes-hall
Many-Body Quantum Electrodynamics Networks: Non-Equilibrium Condensed Matter Physics with Light
我们回顾了最近的发展，非平衡量子动力学和多体物理与光，在超导电路和约瑟夫森类似物。我们从量子杂质模型开始，总结了耗散和驱动系统的影响。我们提到的理论和实验的努力，这些非平衡量子系统的特点。我们展示了如何约瑟夫森结系统可以实现等效的近藤效应与微波光子。近藤效应的特征在于重整化光频率和光子的瑞利弹性透射峰。我们还解决了物理的混合系统，包括介观量子点设备耦合到电磁谐振器。然后，我们讨论了量子电动力学（QED）网络的扩展，允许工程师的Jaynes-Cummings晶格和拉比晶格模型。这打开了一扇新的多体物理学的大门，光的平衡，与莫特超流过渡观察超冷原子在光晶格。然后，我们总结了最近的理论预测实现拓扑相位与光。在光晶格和光子晶格系统中，人们已经成功地用超冷原子实现了合成规范场和自旋-轨道耦合--例如，使用随时间变化的周期性Floquet微扰。最后，我们讨论了在阶梯几何和二维几何中与玻色-哈伯德模型有关的约瑟夫森效应。玻色-哈伯德模型与Jaynes-Cummings晶格模型在光与物质之间的大失谐极限下是相关的。在合成规范场的存在下，我们证明了迈斯纳电流存在于绝缘的莫特相。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect and influence of disorder on triplet supercurrents in strongly spin-polarized ferromagnets
我们讨论了强自旋极化铁磁体中的约瑟夫森效应，其中三重态相关性是通过自旋活性界面散射诱导的，扩展了我们早期的工作[Phys. Rev. Lett. 102，227005（2009）]通过以完全自洽的方式包括铁磁体中的杂质散射和逆邻近效应。我们的准经典方法解释了铁磁体两个自旋带之间的费米动量和费米速度的差异，从而克服了Usadel理论框架内以前工作的一个重要缺点。我们表明，非磁性的无序结合自旋相关的费米速度可能会导致反转的自旋电流作为温度的函数。
2013-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generalized atomic limit of a double quantum dot coupled to superconducting leads
提出了一个精确可解的双量子点与超导导线耦合的有效模型。该模型是著名的超导原子极限近似的范例超导杂质安德森模型的推广。然而，与标准的原子极限和其他有效的模型相比，它给出了定量正确的预测的量子相变的边界，subgap束缚态以及约瑟夫森超导在一个广泛的参数范围内，包括实验相关的制度。该模型允许快速和可靠的参数扫描重要的准备和分析的实验，否则无法通过更精确的，但计算量大的方法，如量子蒙特卡罗或数值重整化群。扫描还使我们能够识别和研究新的以前未被注意的相图制度。我们提供了一个彻底的分析的优势和局限性的有效模型和基准的预测对数值重整化群的结果。
2023-03-16 cond-mat.mes-hall
