Strain designed Josephson $π$ junction qubits with topological insulators
约瑟夫森量子位是通过对夹在两个s波超导体之间的拓扑绝缘体表面施加拉伸应变来设计的。在拓扑绝缘体的表面上，施加的应变导致狄拉克点的位移，而不改变预先存在的导电状态。施加的应变可以被调节以在这样的结构中形成$π$结。将两个这样的结组合在环架构中导致环的基态处于双简并状态-量子位的“0”和“1”状态。以这种方式设计的量子位很容易通过施加的可调应变来控制。我们报告设计这样的量子位所需的条件。最后推导了单比特相位门的工作时间。
2015-06-23 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Controlled generation of 3D vortices in driven atomic Josephson junctions
Technology Innovation Institute（技术创新研究所）；Universität Hamburg（汉堡大学）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）；Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨凯泽斯劳滕-兰道理工大学）；Università di Catania（卡塔尼亚大学）；INFN-Sezione di Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）
通过交流驱动的原子约瑟夫森结，实现受控生成三维涡流，研究其过渡及相互作用动力学。
2025-11-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Breaking time-reversal symmetry with a superconducting flux capacitor
我们提出了一种基于超导隧道结环的无源片上微波环行器的设计。我们研究了两种不同的物理实现，无论是约瑟夫森结（JJ）或量子相位滑移元件（QPS）的基础上，与微波端口耦合电容（JJ）或电感（QPS）的环形结构。施加到环的中心的恒定偏置提供对称性破坏（有效）磁场，并且不需要微波或射频偏置。我们发现，这种设计提供了高隔离，即使考虑到制造缺陷和环境引起的偏置扰动，并找到超过500 MHz的带宽为现实的设备参数。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mesoscopic quantum superposition states of weakly-coupled matter-wave solitons
约瑟夫森结（JJ）是现代量子技术和计量学的核心。本文建立了由两个弱耦合的负散射长度凝聚体组成的原子孤子约瑟夫森结（SJJ）器件的量子特性。凝聚体被困在双势阱中，并在一维上被拉长。从经典的场论出发，我们首次将双孤子问题映射到有效的双模哈密顿量上，并进行了二次量子化。与传统的玻色约瑟夫森结（Bosonic Josephson junction，BJJ）凝聚体系相比，我们发现量子域中的SJJ模型由于其有效非线性强度正比于总粒子数的平方$N^2$而表现出一些不寻常的性质.一种新的自调谐效应的有效隧道参数也证明了在SJJ模型，这取决于粒子数和迅速消失的JJ人口不平衡的增加。在量子SJJ模型中，我们预言了纠缠Fock态叠加的形成，揭示了在$n=0, N$粒子数的“边缘”处占主导地位的$N00N$态分量.我们已经表明，所获得的量子态是更耐从凝聚体的粒子损失，如果纠缠Fock态的微小组件存在于附近的主要$N00N$状态组件。量子SJJ模型的这一特性与在哈特里方法框架下得到的半经典模型有着重要的区别。
2020-11-26 quant-ph
A non-semisimple non-invertible symmetry
Institut des Hautes Études Scientifiques（高等科学研究所）；Mathematical Institute, University of Oxford（牛津大学数学学院）
研究非可逆对称性在链上作用，揭示基态变换不等价现象及产品态与W态破缺对称性的机制。
2026-01-19 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Time-dependent wave packet simulations of transport through Aharanov-Bohm rings with an embedded quantum dot
我们已经进行了时间相关的波包模拟的现实Aharonov-Bohm（AB）设备与量子点嵌入在一个臂的干涉仪。AB环可以作为一个测量设备的固有的传输相位通过量子点，然而，必须注意在分析的干涉仪臂的结中的散射过程的影响。我们考虑一个谐波量子点，并显示如何达尔文-福克光谱出现作为一个独特的模式中的干涉条纹的AB振荡。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Andreev-reflection and Aharonov-Bohm dynamics in atomtronic circuits
我们研究了通过两个特殊的原子电子电路：Y结和被有效磁通量穿透的环形凝聚体的量子输运。我们证明，对于玻色子，这两个电路显示Andreev样的反射。对于Y结，输运取决于Y结的耦合强度。对于环形凝聚体，输运主要取决于粒子统计。对于相互作用的玻色子，我们发现Aharonov-Bohm干涉效应是不存在的。通过打破环的平移不变性，可以恢复通量依赖性。通过一个特定的非平衡淬火协议获得的问题的补充意见。我们发现，稳态是独立的流量，但实际的时间动力学依赖于流量。全封闭系统的动力学可以用近似的开放系统方法拟合。对于我们研究的所有协议，我们发现显着差异的动力学的玻色-哈伯德模型和Gross-Pitaevskii方程。
2019-09-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Braidonium: a braiding quantum circuit based on the $4π$ Josephson effect
我们提出了一个拓扑量子比特，其中编织和读出介导的$4π$马约拉纳约瑟夫森效应。braidonium装置由三个Majorana纳米线组成，它们聚在一起形成三结;为了控制三结处的超导相位差，纳米线被封闭在由常规超导体制成的环中;并且为了执行初始化/读出，其中一个纳米线通过拓扑约瑟夫森结耦合到fluxonium量子位。我们分析了如何基于通量的控制和读出协议可以用来演示编织和量子位操作的现实材料和电路参数。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
The split-ring Josephson resonator as an artificial atom
利用连续分流结模型，我们证明了一个开环约瑟夫森振荡器或射频SQUID在滞后制度是类似于一个原子系统。它有许多我们描述的定态。施加一个短的磁脉冲，我们将系统从一种状态切换到另一种状态。这些状态可以通过小振幅信号的反射来检测，从而形成新光谱学的基础。
2010-12-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Noise level of a ring laser gyroscope in the femto-rad/s range
本文通过差分测量与 Allan 偏差分析表明，GINGERINO 有源环形激光陀螺在约 2×10^5 s 积分时间内噪声接近 2×10^-15 rad/s，优于理想独立光束散粒噪声预测逾 10 倍。
2024-06-07 gr-qc physics.optics quant-ph
Josephson vortices and persistent current in a double-ring supersolid system
Lund University（隆德大学）；Universität Stuttgart（斯图加特大学）
研究径向耦合同心环状势阱中超冷偶极原子的超流-超固态相变，揭示旋转诱导的密度调制、持续电流以及中心涡旋和约瑟夫森涡旋的成核机制，并通过膨胀干涉图样区分不同涡旋构型。
2025-06-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multiparametric Amplification and Qubit Measurement with a Kerr-free Josephson Ring Modulator
基于约瑟夫森结的参量放大器已经成为超导量子机器中普遍存在的部件。虽然参量放大器通常可以达到接近量子极限的性能，但它们有许多局限性，包括饱和功率低、方向性差和带宽窄。第一个被认为是源于高阶哈密顿项特有的约瑟夫森结电路，后两个是直接后果的性质的参数相互作用的权力。在这项工作中，我们将解决这两个问题。首先，我们设计了一个新的，线性分流约瑟夫森环调制器（JRM），几乎为零的所有四阶项在一个单一的磁通偏置点。接下来，我们通过一对平衡参数驱动器实现增益。当单独应用时，这些驱动器产生相位保持增益（G）和无增益光子转换（C），当一起应用时，所得到的放大器（我们称之为GC）是具有大的增益无关带宽的双向、相位敏感的仅透射放大器。最后，我们还展示了GC放大器的实用性，以及它的量子效率，通过使用它来读取超导transmon量子比特。
2019-12-20 quant-ph
Geometric Phase and Superconducting Flux Quantization
在s波超导材料环中，磁通量以$Φ_0 = \frac{h}{2e}$为单位量子化。从约瑟夫森结的理论可知，如果环被一片d波材料中断，那么由于额外的$π$相移，通量被量子化为这些单位的一半。我们重新解释这一现象的几何相位。我们考虑了一个理想的异质结超导体纯s波和纯d波电子对。我们发现，对于这种理想化的配置，$π$的相移遵循几何相位的不连续性，因此是量子力学的一个基本结论。
2007-04-05 quant-ph
Operating a passive on-chip superconducting circulator: device control and quasiparticle effects
微波环行器在基于超导电路的量子技术中起着重要的作用。传统的循环器设计采用铁氧体材料，体积庞大，并涉及强磁场，使其不适合集成在超导芯片上。片上超导环行器的一个很有前途的设计是基于无源约瑟夫森结环。在本文中，我们考虑这样的设备的两个操作问题：电路调谐和准粒子隧穿的影响。我们使用绝热消去法计算散射矩阵，并推导出实现最佳循环的参数约束。然后，我们数值优化的环行器的性能在整个外部控制参数，包括栅极电压和磁通偏置，证明这种多维优化收敛迅速，找到最佳的工作点。我们还考虑了准粒子隧穿的可能性，在循环器环和它如何影响信号循环。我们的研究结果形成的基础上，实际操作的被动片上超导环行器制成的环的约瑟夫森结。
2021-12-24 quant-ph
Hearing the shape of a quantum boundary condition
本文研究了一个自由量子粒子在一个结环中的等谱性问题，分析了相应的哈密顿量在结边界条件下的所有自伴实现.特别是，通过表征的能谱的谱函数，我们分类的自伴实现在两个类，确定所有的家庭的等谱哈密顿。这两个类别原来是由宇称的作用（即空间反射）来区分的，宇称在我们的讨论中起着中心作用。
2022-04-21 math-ph math.MP quant-ph
