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
The superconducting proposal for the CS magnet system of FAST: a preliminary analysis of the heat load due to AC losses
FAST（聚变高级研究圆环）是意大利提出的热核实验堆卫星设施建议，是一个紧凑型托卡马克装置（R $_0$ = 1.82米，a = 0.64米，三角形度$δ$ = 0.4），能够研究燃烧等离子体中$α$粒子行为的非线性动力学效应，并测试与热核实验堆和演示实验室直接相关的第一壁/偏滤器的技术解决方案。目前，ENEA正在研究超导解决方案的可行性。本文重点分析了CS（中央螺线管）磁体的热行为。特别是，考虑到超导解决方案的CS使用的房间可用的电阻设计，并参考最严重的情况之一，设想FAST，由于AC损耗的CS绕组包的热负荷进行了初步评估。结果为绞线要求和导体设计的定义提供了一个暂定基线，可以接受，以满足设计要求。
2011-01-30 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.plasm-ph
Generalized switchable coupling for superconducting qubits using double resonance
提出了一种利用双共振实现超导量子比特间可切换耦合的方法。量子比特间的耦合是通过向两个量子比特施加近共振振荡场来实现的。偏离共振放松了强驱动场的标准，同时仍然允许完全纠缠的两量子比特门。该方法避免了先前用于可切换耦合的提议的一些缺点。我们讨论了我们的建议可能的应用到一对感应耦合磁通量子比特，我们认为扩展到相位量子比特。
2006-11-07 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic planar Josephson junction with transparent interfaces: a ϕ junction proposal
本文计算了在正常金属薄膜上具有铁磁弱连接的平面约瑟夫森结的电流相位关系。根据实验观察，我们假设透明的超导铁磁界面。这提供了最佳的层间耦合和对从超导电极渗透到铁磁层中的超导相关的低抑制。我们表明，这种约瑟夫森结是一个很有前途的候选人的实验结实现。
2013-05-08 cond-mat.supr-con
Proposal for Superconducting Photodiode
提出超导光电二极管概念及微观理论，利用低频电磁场在载流二维超导薄膜中产生方向和强度可调的光致整流超电流。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Spin Density Wave Fluctuations and p-wave Pairing in Sr2RuO4
最近出现了争论的两个不同的部分的费米面的Sr2RuO4，是积极的手征p波超导的一部分。早期的理论提出了p波配对的二维伽玛带，而最近的建议侧重于一维（α，β）带的嵌套口袋的源的强非公度自旋密度波（SDW）的波动。我们应用重整化群理论研究了准一维排斥Hubbard链，解释了SDW涨落的形式，调和了长程序的缺失与它们的嵌套费米面.在排斥Hubbard链中，p波配对和SDW涨落的相互排斥有利于将二维γ带指定为p波配对的源。
2013-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A single photon transistor based on superconducting systems
我们提出了一个现实的计划，如何构建一个单光子晶体管的存在或不存在的一个单一的微波光子控制随后的强信号信号场的传播。该提案旨在与现有的超导人造原子耦合到腔体。我们研究分析和数值的效率和增益，我们的建议，并表明，目前transmon量子比特允许错误概率~1%和数百的顺序增益。
2013-12-16 cond-mat.supr-con quant-ph
Control of Superconducting Correlations in High-Tc Cuprates
基于我们对高温超导铜氧化物关联电子模型的数值研究，提出了一种增强d波超导关联的策略。我们观察到，当（pi，0）附近的单电子能级接近费米能级E_F时，配对增强，而d波配对相互作用本身含有由于（pi，0）能级移动而不利于配对的元素。角分辨光电子能谱的结果在铜酸盐的d-波配对相互作用的存在下得到一致的解释。我们的建议是通过能带结构的优化设计，将多体效应下的（pi，0）能级调谐到E_F。
1999-08-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital selectivity and emergent superconducting state from quasi-degenerate $s-$ and $d-$wave pairing channels in iron-based superconductors
关于铁基超导性的性质的一个主要难题出现在碱性铁硒化物的情况下。与铁磷属元素化物相比，这些系统只有电子费米口袋（即没有空穴费米口袋），但具有相当的超导转变温度。挑战在于协调其超导态的两个基本实验特征：无节点能隙和自旋激发谱中共振的存在。我们提出了一种机制的基础上重建两个准简并的配对状态，一个在$s$波$A_{1g}$通道，是完全带隙的，和其他的$d$波$B_{1g}$通道，其配对功能改变跨电子费米口袋在布里渊区边界的符号。由此产生的中间配对状态，我们称之为轨道选择性$s \times τ_3$状态，结合了上述两种性质。当主导自旋单重态配对在$d_{xz}, d_{yz}$轨道子空间中时，这种状态保留了$s$ -波形因子，但由于轨道空间中的内部$τ_3$结构而具有$B_{1g}$对称性。在一个五轨道$t-J_{1}-J_{2}$模型与轨道选择性交换耦合，我们表明，建议的配对状态是积极的竞争在有限范围内的控制参数。我们计算了轨道选择$s \times τ_3$超导态的动态自旋磁化率，并表明在碱性铁硒化物中出现了自旋共振，具有非弹性中子实验观察到的特征。更一般地说，轨道选择性$s \times τ_3$态的形成代表了一种缓解$s-$和$d-$波配对态之间准简并性的新方法，这是迄今为止未被怀疑的替代将两者线性叠加成时间反演对称性破缺$s+id$态的常规途径。
2015-05-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical Current of the Spin-Triplet Superconducting Phase in Sr$_2$RuO$_4$
有两种不同的建议，自旋三重态序参量的超导相在Sr $_2$ RuO $_4$ ; $f$波序参量和多能隙模型，其中一些带的线节点。在努力提出一个实验，可以区分两种情况下，我们研究的行为的超导和计算临界电流为这些序参量时，样品是一个薄膜的厚度$d \ll ξ$其中$ξ$是相干长度。研究发现，两种模型中的超电流行为有很大不同。这将作为识别正确的序参量的一个精确检验。
2003-09-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Analytic solutions to the Maxwell-London equations and levitation force for a superconducting sphere in a quadrupole field
最近的提议建议使用磁捕获的迈斯纳状态的超导球，以创建低损耗的机械振荡器与长的相干时间。在这些提议中，超导球体上的力的导出和到球体的耦合通常依赖于消失的穿透深度$λ$以及特定的对称性（即，将球体的位置限制到一个轴）或启发式方法（例如，将等效点磁偶极矩分配给球体）。本文在适当的边界条件下，解析地求解了超导球在四极场中的麦克斯韦-伦敦方程组。解析解提供了任意$λ$和任意球位置的全场分布以及球内屏蔽电流的分布。我们还计算了作用在球体上的力和球体体积上的最大场。我们表明，对于一定范围的$λ$的超导球所经历的最大场实际上是低于它是一个非磁性的球体。
2018-06-19 cond-mat.supr-con
Proposal to improve Ni-based superconductors via enhanced charge transfer
最近发现的空穴掺杂镍酸盐Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$的超导电性引起了该领域的广泛关注。一个迫在眉睫的问题是如何提高其超导性能。根据铜酸盐和镍酸盐的电子结构的关键特征，我们认为具有类似晶格结构的镍硫族化合物应该是一个有前途的材料家族。以NdNiS $_2$为例，通过第一性原理结构优化和声子计算，发现这种特殊的晶体结构是稳定的。通过与CaCuO $_2$和NdNiO $_2$的电荷转移特性的强度和掺杂空穴载流子的低能多体有效哈密顿量的变化趋势的比较，我们证明了我们的建议。这一分析表明，镍硫族化合物的低能物理更接近铜酸盐，具有比镍酸盐更强的磁相互作用，因此它们值得进一步的实验探索。我们的建议也开辟了一个广泛的参数调整的可能性，通过硫族化合物之间的配体取代，以进一步提高超导性能。
2022-12-14 cond-mat.supr-con
Enhancement of superconducting stiffness in hybrid superconducting-metallic bilayers
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
研究通过掺杂偏离半填满的双层系统，发现超导近长程序在热力学极限下不受小电荷间隙限制，揭示了超导增强与金属参数的关系，以及双层系统中可能存在的配对限制和刚性限制两种状态。
2026-10-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Normal-superconducting transition induced by high current densities in YBa2Cu3O7-d melt-textured samples and thin films: Similarities and differences
研究了顶部籽晶熔融织构YBa_2Cu_3O_（7-d）的电流-电压特性。从厘米级整料中切出样品。薄膜特性也被测量上的微桥图案的直流溅射生长的薄膜。对于这两种类型的样品，观察到的电流密度J* 几倍的临界电流密度Jc的准不连续性或淬火。虽然电影和散装的Jc和J* 的大小有很大的不同，一个建议是作为一个共同的内在起源的淬火现象。观察到的比率J*/Jc的独特的温度依赖性，以及在一个单一的耗散模型方面的预淬火制度的解释支持我们的建议。
2003-05-01 cond-mat.supr-con
Reduction of the spin susceptibility in the superconducting state of Sr2RuO4 observed by polarized neutron scattering
最近的观察[A.~ Pustoetan et al. Nature 574，72（2019）]在Sr $_2$ RuO $_4$的超导态中的一滴$^{17}$ O核磁共振（NMR）奈特位移挑战了该化合物中手性奇宇称配对状态的流行图像。在这里，我们使用极化中子散射表明，有一个$34 \pm 6$ %的磁化率下降在钌网站低于超导转变温度。在比先前研究更低的场$H \sim \tfrac{1}{3} H_{c2}$下进行测量，从而观察到抑制。我们的结果与最近的NMR观测结果一致，排除了手性奇宇称$\mathbf{d}=\hat{\mathbf{z}}(k_x\pm ik_y)$态。所观察到的磁化率与最近的几个建议，包括偶宇称$B_{1g}$和奇宇称螺旋状态是一致的。
2020-08-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proposal for Plasmon Spectroscopy of Fluctuations in Low-Dimensional Superconductors
我们建议采用光谱技术来监测波动状态下超导体的超导电性和性质。该技术在接近材料的等离子体共振频率的情况下操作，并且它与略高于临界温度$T_c$的超导波动密切相关。我们发现的Aslamazov-Larkin修正交流线性和直流非线性电流在一个通用的二维系统暴露于外部纵向电磁场。首先，我们研究了$T_c$附近正常电子的等离子体共振，考虑到它们与超导涨落的相互作用，并表明涨落的库珀对揭示了等离子体色散的红移和等离子体散射的附加机制，它超越了电子杂质和朗道阻尼。第二，我们证明了超导波动的拖曳效应的出现，由外场导致相当大的，实验上可测量的修正电流在附近的等离子体共振。
2020-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Proposal for the observation of nonlocal multipair production: the biSQUID
我们提出了一种全超导三端装置，由与三根超导导线接触的碳纳米管（或半导体纳米线）组成。由此产生的设备，被称为“biSQUID”，是由四个量子点排列在两个不同表面积的环。我们将展示如何证明这biSQUID是一个有用的工具，探测非局域量子现象的干涉设置。我们研究了所测得的临界电流作为所施加的磁场的函数，它显示在其傅立叶频谱的峰值，提供了清晰的签名的多对约瑟夫森过程。该设备不需要任何特定的微调，因为这些功能是观察到的范围广泛的微观参数-尽管有一个非平凡的依赖。竞争效应，可能会发挥重要作用，在实际的实验实现也进行了探讨。
2014-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Comment on "Multiorbital Effects on the Transport and the Superconducting Fluctuations in LiFeAs"
在评论的工作（PRL 109，187005（2012））中，Rullier-Albenque等人提出了在干净的LiFeAs中高于转变温度Tc的横向磁阻率的测量。通过分析他们的数据，这些作者得出结论，由波动引起的电导率遵循二维（2D）行为，甚至接近Tc，尽管对于LiFeAs的横向相干长度（$ξ_c$（0）=1.6 nm）大于Fe层间距（s=0.636 nm），这更倾向于建议三维（3D）行为。这一惊人的提议将对铁磷属元素化物的多带结构的理论理解产生深刻的影响，但它也与在相同化合物和其他具有更小$ξ_c$（0）/s比的铁磷属元素化物中在Tc附近观察到的3D行为形成对比。在这里，我们表明，Rullier等人的建议。可能只是一个伪影相关的正常状态的贡献不足的减法。
2015-09-23 cond-mat.supr-con
Controllable coherent population transfers in superconducting qubits for quantum computing
提出了一种利用可控斯塔克啁啾快速绝热通道（SCRAP）实现单量子比特和双量子比特系统中选定量子态之间布居相干转移的方法。这些{ \it演化时间不敏感}传输，辅之以易于实现的单量子位相移操作，可以作为量子计算的基本逻辑门。具体来说，这个提议可以方便地用现有的约瑟夫森相位量子比特来证明。我们的建议可以立即应用于这些量子位的读出。事实上，这些人造“原子”中束缚态的破宇称对称性提供了一种设计所需绝热脉冲的有效方法。
2008-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con cs.GT
Fingerprints of possible even-parity superconducting states in Sr$_2$RuO$_4$ detected by planar tunneling spectroscopy
经过超过25年的研究，三种偶宇称超导态--$d+id$波、$d+ig$波和$s+id$波态--已经成为Sr $_2$ RuO $_4$超导态的主要候选者。在目前的工作中，我们提出了一个隧道光谱实验区分这三个超导状态。我们的建议的关键组成部分是，我们检查正常金属/Sr $_2$ RuO $_4$结与结界面和Sr $_2$ RuO $_4$的晶轴之间的各种角度的电导谱。电导谱的角度依赖性在每个超导态显示出独特的模式，这可以作为验证Sr $_2$ RuO $_4$的配对对称性的指纹。
2021-06-17 cond-mat.supr-con
Majorana zero modes induced by superconducting phase bias
近年来，凝聚态系统中的Majorana零模一直是人们感兴趣的课题。他们的非阿贝尔交换统计，使他们成为一种独特的物质状态，以及他们在拓扑量子计算中的潜在应用，为他们赢得了理论家和实验学家的关注。一般认为，为了在准一维拓扑绝缘体中形成Majorana零模，时间反演对称性必须破缺。这样做的直接机制-施加磁场或耦合到铁磁体-被证明有许多不必要的副作用，例如超导性的退化和子隙态的形成，这是马约拉纳零模式长期以来一直无法直接实验检测的部分原因。在这里，我们回顾了几个建议，依赖于控制的超导序参量的相位，无论是作为唯一的机制，时间反演对称性破缺，或作为一个额外的方便的旋钮，用于减少所施加的磁场。这些建议具有实际的希望，以改善马约拉纳形成，他们揭示了物理基础的拓扑超导态的形成。
2021-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superfluid density of a photo-induced superconducting state
非平衡态条件提供了在平衡态条件下无法实现的超导性的新途径。例如，通过设计非平衡电子布居，可以在不同能带中的电子之间形成配对。已经提出了一个具体的建议，在半导体中的光诱导超导性，其中在导带和价带中的电子之间发生配对，即使是排斥相互作用。在这里，我们计算了这种非平衡配对态的超流密度，发现它是积极的排斥相互作用和带间配对。超流密度的正值意味着光致超导态的稳定性以及迈斯纳效应的存在。
2018-02-07 cond-mat.supr-con
Proposal for Manipulation of Majorana Fermions in Nano-Patterned Semiconductor-Superconductor Heterostructure
我们研究了一个异质结构系统，自旋轨道耦合半导体夹在一个s波超导体和铁磁绝缘体，它支持Majorana费米子（MFs）的超导涡核。我们提出了一个传输和编织的MF，这只需要在一个系统中的纳米图案的点状栅极电压的应用程序的计划。通过数值求解含时的Bogoliubov-de Gennes方程，我们监测了MF波函数的时间演化，并证明了具有非阿贝尔统计的MF的编织可以在几纳秒内通过绝热开关实现。
2013-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Superfluid Density in the D-density-wave Scenario
最近Chakravarty，Laughlin，Morr和Nayak提出了一个有趣的建议，即铜酸盐超导体具有隐藏的“d密度波”秩序。我们研究了这一建议对超流密度ρ_s的影响。我们发现它预测了温度梯度|dρ_s/dT|_{T=0}，其在超导转变温度为零的临界掺杂（\approx 5%）附近强烈地依赖于掺杂。
2000-12-06 cond-mat.supr-con
Precursor superconducting effects in the optimally doped YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ superconductor: the confrontation between superconducting fluctuations and percolative effects revisited
在最佳掺杂的$_2$ O $_{7-δ}$（YBCO）化合物的情况下，作为铜氧化物超导体中的面内亚导电性的起源的超导涨落和渗流效应之间的对抗在较早的定量水平上被解决。使用面内电阻率数据从一个高品质的YBCO薄膜，我们将这些分析扩展到高约化温度，在高斯-金兹伯格-朗道（GGL）的情况下，为传统的超导波动的方法，通过考虑总能量截止。这些数据也将进行分析的有效介质理论的平均场的方法，以探测是否出现的反射效应可能占电阻率舍入以上$T_c$。我们的分析证实了先前的结论：测得的次导电性不能解释的紧急渗流过程，但它可能是占的GGL方法。这些结果也对替代方案提出了质疑，包括最近提出的一项来自紧急减排效应的建议。
2022-05-05 cond-mat.supr-con
Towards Measuring Vacuum Polarization of Quantum Electrodynamics with Superconducting Junctions
本文提出了一种基于超导电路和约瑟夫森结的实验装置，研究了量子电动力学中真空极化引起的外加磁场对约瑟夫森系数的影响。这个强有力的实验可以被认为是少数可能的机会之一，观察精细的量子场论修正在低能区的凝聚态系统。这也是对计量学中重要的约瑟夫森常数普适性的一种新的检验。我们将期望读出信号的信噪比随着实验的运行时间成二次方地增加。输出信号的这一特性将保证以所需精度进行测量的可行性
2016-12-30 cond-mat.supr-con quant-ph
Theories of Superconducting Diode Effects
Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）
本文综述了超导二极管效应的各类理论实现机制，涵盖历史回顾、唯象金兹堡-朗道理论、非中心对称材料的微观实现，以及其他凝聚态系统的相关提议。
2025-10-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Controllable microwave three-wave mixing via a single three-level superconducting quantum circuit
二阶非线性光学过程中的三波混频由于电偶极选择定则而不能在原子系统中发生。相反，我们证明了二阶非线性过程可以发生在超导量子线路中（即，超导人造原子）时，通过简单地改变所施加的磁通量来破坏势能的反转对称性。特别是，我们表明，差频和和频（和二次谐波）可以产生在微波政权在一个可控的方式，通过使用一个单一的三能级超导磁通量子线路（SFQC）。对于我们提出的参数，该电路的频率可调谐性可以实现在约17 GHz的范围内的和频产生，和约42 GHz（或26 GHz）的差频产生。我们的建议提供了一个简单的方法来产生二阶非线性过程SFQC在当前的实验参数。
2014-12-21 cond-mat.supr-con quant-ph
