Revealing charge-tunneling processes between a quantum dot and a superconducting island through gate sensing
我们报道了通过射频门传感直接探测量子点和超导岛之间的电荷隧穿。我们能够解决自旋相关的准粒子隧穿以及涉及库珀对的两粒子隧穿。该量子点可以作为一个RF传感器来表征超导体添加光谱，使我们能够访问亚带隙状态没有输运。我们的研究结果提供了指导，未来的色散宇称测量的Majorana模式，这可以实现通过检测宇称依赖隧道点和岛之间。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the Kondo effect with back and side gates - Application to carbon nanotube superconducting quantum interference devices and pi-junctions
最近，我们提出了第一个超导量子干涉器件（SQUID）与单壁碳纳米管（CNT）的约瑟夫森结[1：J. P. Cleuziou，W。Wernsdorfer，V. Bouchiat，T. Ondarcuhu和M. Monthioux，Nature Nanotech。1，53，（2006）.]，http://www.nature.com/nnano/journal/v1/n1/pdf/nnano.2006.54.pdf的网站。我们发现，量子限制在每个结诱导离散量子点（QD）能级结构，这可以控制与两个横向静电门。此外，背栅电极可以改变QD势垒的透明度，从而允许改变QD状态与超导接触的杂化。这种技术进一步说明了在这个额外的支持材料，我们表明，近藤耦合一个给定的谐振可以通过改变背栅电压连续调谐。它使我们能够证明[1] CNT约瑟夫森结可以用作栅控π结，也就是说，可以用栅极电压来调谐CNT结上的电流-相位关系的符号。
2006-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
SWAP gate between a Majorana qubit and a parity-protected superconducting qubit
高保真度的量子信息处理需要快速门和长寿命量子存储器的组合。在这项工作中，我们提出了一种混合架构，其中奇偶保护的超导量子位直接耦合到马约拉纳量子位，它扮演着量子存储器的角色。超导量子位是基于一个$π$ -周期性约瑟夫森结实现与栅极可调半导体线，其中个别库珀对的隧穿被抑制。其中一条线还包含四个定义量子位的马约拉纳零模式。我们证明，这使得实现的SWAP门，允许之间的拓扑和常规量子比特的量子信息的转导。这种架构结合了快速门，这可以实现与超导量子位，与拓扑保护马约拉纳内存。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
Operation of universal gates in a DXD superconducting solid state quantum computer
我们证明了在DXD超导固态量子计算机（quamputer）中可以实现完整的门集，从而证明了它的普适性。
2000-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.supr-con
Universal logic circuit for gate-controlled superconductor-based switches operating at liquid-helium temperatures
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；MTA-BME Superconducting Nanoelectronics Momentum Research Group（MTA-BME超导纳米电子动量研究组）；Aalto University School of Science（阿尔托大学理学院）；Institute of Technical Physics and Materials Science, HUN-REN Centre for Energy Research（匈牙利研究与创新网络能源研究中心技术物理与材料科学研究所）；MTA-BME Correlated van der Waals Structures Momentum Research Group（MTA-BME关联范德华结构动量研究组）
提出一种基于门控超电流效应的通用逻辑电路，通过AND、OR、NOT和COPY门实现完整逻辑功能，并展示半加器组合逻辑电路，有望成为超导混合计算机的基础构件。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spectroscopic evidence of odd frequency superconducting order
自旋过滤超导S/I/N隧道结（NbN/GdN/TiN）在低温下表现出强而显著的零偏压电导峰，其幅度是结正常态电导的几倍。这种电导异常是非常规超导的代表，并被解释为一个奇频超导秩序的直接签名。
2017-01-31 cond-mat.supr-con
Metal-Insulator Transition in a System of Superconducting Vortices Caused by a Metallic Gate
我们解决了最近的实验中，一个强大的超导薄膜的电阻下降时，已观察到一个远程的无偏置门被放置在薄膜。在这里，我们解释的实验发现作为一个抑制的涡旋隧穿由于门内的电子的双折射灾难。我们解释的薄膜的电阻的变化作为一个“金属绝缘体”的过渡系统中的涡流引起的门。
2006-09-20 cond-mat.supr-con
Quantum logic gates for superconducting resonator qudits
我们研究了超导谐振器中Fock态的叠加，作为量子$d$能级系统（qudits）的量子信息处理。本文从理论上提出了约瑟夫逊结超导电路耦合谐振器的单门和耦合逻辑门的通用集合。这些门使用实验证明的相互作用，并提供了一个有吸引力的路线，量子信息处理使用谐振子模式。
2011-10-26 cond-mat.supr-con quant-ph
A controllable two-qubit swapping gate using superconducting circuits
在本文中，我们研究了一个线性的量子比特链，并确定它可以被配置成一个有条件的双量子比特交换门，其中链的第一个和最后一个量子比特是交换的量子比特，其余的中间辅助量子比特控制门的状态。交换门根据初始状态在最终状态上引入不同的相位。特别是，我们专注于四个量子位的链，并显示它实现的交换门。我们模拟的链与现实的参数，和退相干噪声和泄漏到更高的激发态，并找到一个平均保真度约为0.99。我们提出了一个超导电路，实现这个链的量子位，并提出了电路的电路设计。我们还讨论了如何操作超导电路，使门的状态可以控制。最后，我们讨论了如何电路可以直接改变，并可用于模拟具有非平凡拓扑性质的哈密顿算子。
2019-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting triode effect in a quantum-dot Josephson junction with a biased top gate
Nankai University（南开大学）；Fudan University（复旦大学）；Peking University（北京大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出在非对称量子点约瑟夫森结中通过顶栅打破宇称对称性，实现可调谐的超导三极管效应，并展示了高度不对称的Shapiro台阶以实现全量子化超流整流。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Dynamics of Gate-Controlled Superconducting Dayem Bridges
本研究集成铌Dayem桥到谐振器，比较侧耦合门与远程注入器的门控效应，发现远程注入器响应更快更可控，深化了对门控超导器件动力学的理解。
2024-05-12 cond-mat.supr-con
Tunable quantum gate between a superconducting atom and a propagating microwave photon
我们提出了一个在超导原子和传播的微波光子之间的双量子比特量子逻辑门。原子量子比特在其最低的两个级别上编码，光子量子比特在其载波频率上编码。门操作在光子反射时确定性地完成，并且通过驱动场的{ \it in situ}控制来实现各种双量子位门（SWAP、$\sqrt{\rm SWAP}$和Identity）。所提出的门适用于超导原子网络的构建，这使得非相邻原子之间的门操作成为可能。
2016-10-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Universal holonomic quantum gates in decoherence-free subspace on superconducting circuits
为了实现一组基于非阿贝尔几何相位的通用量子逻辑门，传统的观点是需要超过两个能级的量子系统，这对于超导量子比特来说是非常困难的，这似乎是为什么在最近的实验中只实现单量子比特门的主要原因[A. A. Abdumalikov Jr \emph{et al} .，Nature 496，482（2013）]。本文提出在无消相干子空间中利用电路QED实现非绝热完整量子计算，其中只需要传输子比特中的两个能级，一个通常的相互作用，以及一个最小的无消相干子空间编码资源.特别是，我们的方案不仅克服了以往研究中遇到的困难，而且仍然可以获得相当大的有效耦合强度，从而可以实现高保真度的量子门。因此，本方案为利用超导电路实现鲁棒完整量子计算提供了一条很有前途的途径。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Density-tuned isotherms and dynamic change at phase transition in a gate-controlled superconducting system
二维电子气在SrTiO 3基异质结构提供了一个平台，研究的实时演变的宏观状态的载流子密度的变化，和结构特性的影响上出现的超导状态。我们探讨了等温演化的电子气在AlOx/SrTiO 3通过测量电阻的变化与连续的栅极电压控制的调整其载流子密度。可以看出，有序相的凝聚导致超导圆顶内的非单调等温线。在相变期间测量栅极电压变化之后的动态变化的时间尺度。它被发现是几十秒附近的超导性的开始，显着大于正常状态。这样一个大的时间尺度支配的相变的动力学，大概是由于强烈的影响，结构缺陷和扭曲的基板上的超导岛的发展。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Measurements of the gate tuned superfluid density in superconducting LaAlO3/SrTiO3
绝缘氧化物LaAlO3和SrTiO3之间的界面表现出超导二维电子系统，可以通过栅极电压进行调制。虽然电导率的门控已经被广泛地探索，并且超导临界温度的门控已经被证明，但是门控是否以及如果是的话如何调谐超流密度和超导序参量的问题还没有回答。我们提出了局部磁化率，超流密度相关，作为温度，栅极电压和位置的函数。我们表明，在不同的栅极电压的超流密度的温度依赖性崩溃到一个完整的超导能隙的单一曲线特征。此外，我们表明，在这个系统中观察到的偶极矩不调制的栅极电压。
2012-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Protocol for universal gates in optimally biased superconducting qubits
我们提出了一个新的实验协议，用于在由固定的片上线性电抗耦合的超导量子比特寄存器中执行通用门。量子比特具有固定的失谐拉莫尔频率，并且在整个门操作期间可以保持偏置在其最佳工作点，在该最佳工作点处，由于控制参数的波动引起的退相干被抑制到一阶。双量子比特门通过以适当的幅度和相位在其各自的拉莫尔频率下同时照射两个量子比特来执行，而单量子比特门通过通常的单量子比特照射脉冲来执行。
2004-12-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Collapse and revival of entanglement of two-qubit in superconducting quantum dot lattice with magnetic flux and inhomogeneous gate voltage
研究了在磁通量和门电压不均匀性存在下超导量子点（SQD）晶格中两量子比特系统的纠缠。我们观察到半整数磁通量量子的一个普适特征，它在零温度和有限温度下都能完全消除系统的纠缠。我们观察到当超导量子点晶格中的栅电压不均匀时，基态总是处于最大纠缠Bell态。我们发现了基态纠缠对磁通量的一个重要约束。我们还观察到了与零温行为相反的有限温度下的纠缠行为。
2011-08-23 cond-mat.supr-con
Superconducting, Insulating, and Anomalous Metallic Regimes in a Gated Two-Dimensional Semiconductor-Superconductor Array
二维超导体-绝缘体相变作为一种典型的量子相变已被广泛研究。然而，这个话题仍然存在争议，因为许多实验显示出具有饱和低温电阻的金属状态，与传统理论不符。在这里，我们探索这种转变在一个新的，高度可控的系统，半导体异质结构与外延铝，图案形成一个规则的阵列超导岛连接的可门控量子阱。跨越九个数量级的电阻，系统表现出制度的超导，金属和绝缘行为，以及签名的磁通量可伸缩性和涡流渗透。面内磁场消除了金属状态，恢复了直接的超导体-绝缘体转变，并提高了标度，同时强烈改变标度指数。
2017-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting non-volatile memory based on charge trapping and gate-controlled supercurrent
University of Konstanz（康斯坦茨大学）
本文提出了一种基于电荷捕获和门控超电流的非易失性超导存储器，利用两种独立效应实现二进制信息存储，并展示了其非易失性和高可靠性。
2026-06-03 cond-mat.supr-con
Realization of efficient quantum gates with a superconducting qubit-qutrit circuit
建造量子计算机是一项艰巨的挑战，因为它需要良好的控制，但也需要与环境良好的隔离，以最大限度地减少退相干。因此，重要的是使用尽可能少的操作来有效地实现量子门，以减少所需的控制和操作时间的量，从而提高量子态相干性。在这里，我们提出了一个超导电路，用于实现一个可调系统组成的qutrit耦合到两个量子位。该系统可以有效地完成各种量子信息任务，包括产生两个量子比特的纠缠和条件三量子比特量子门，如Toffoli和Fredkin门。此外，该系统实现了一个条件几何门，可用于完整（非绝热）量子计算。所提出的电路的效率，鲁棒性和通用性使其成为一个有希望的候选者，作为一个更大的网络，能够执行涉及的量子计算任务的构建块。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
High efficiency superconducting diode effect in a gate-tunable double-loop SQUID
Purdue University（普渡大学）；Microsoft Quantum（微软量子）
通过在双环SQUID的干涉分支中加入可调谐约瑟夫森结，实现了对三个干涉CPR的谐波内容和幅度的独立控制，显著提高了最大二极管效率，演示了超过50%的二极管效率。
2025-12-16 cond-mat.supr-con
Implementation of adiabatic Abelian geometric gates with superconducting phase qubits
基于超导相位量子比特系统中的非简并能量本征态，我们发展了一种绝热阿贝尔几何量子计算策略。在模拟超导相位量子比特电路中存在热涨落的情况下，对所设计的量子门的保真度进行了评估，发现其对随机误差具有相当的鲁棒性。此外，还阐明了设计的绝热演化中的Berry相可以通过为超导量子比特开发的量子态层析成像直接检测。
2007-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Optimal control for fast and high-fidelity quantum gates in coupled superconducting flux qubits
我们应用基于Krotov方法的量子最优控制理论，实现了单量子位$X$和$Z$门以及两量子位CNOT门，用于固定量子位跃迁频率和固定非对角量子位-量子位耦合的感应耦合超导磁通量子位.我们的方案具有其他直接耦合方案的相同优点，不需要额外的耦合器支路和控制线。所需的控制线仅用于操纵各个量子位（例如，施加在每个量子位上的时间相关的磁通量或场）。量子位在最佳相干点处操作，并且门操作时间（单量子位门$< 1$ ns; CNOT门$\sim 2$ ns）比对应的量子位退相干时间短得多。CNOT门或其他一般的量子门可以在脉冲序列的单次运行中实现，而不是通过复合脉冲序列被分解成串联的若干单量子比特和一些纠缠的双量子比特操作。通过我们的方案构建的量子门都具有非常高的保真度（非常低的误差），因为我们的最优控制方案考虑了固定的量子比特失谐和固定的两量子比特相互作用以及所有其他时间依赖的磁场诱导的单量子比特相互作用和两量子比特耦合。讨论了高能级态泄漏和量子比特退相干对量子门操作的影响。
2014-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Gate-tunability of the superconducting state at the $EuO/KTaO_3 (111)$ interface
最近在基于$KTaO_3 (111)$的异质结构中发现了超导界面，这是非常有趣的，因为与$SrTiO_3$异质结构中的超导临界温度（~ 300 mK）相比，其实现了高得多的超导临界温度（TC ~ 2 K）。本文报道了$EuO/KTaO_3 (111)$界面的超导性质与界面载流子密度（$n_s$）的关系。在$n_s$ ~ $1\times10^{14}$ cm-2处观察到最大T_C为~ 2 K。此外，我们还发现背栅电压可以有效地调节临界电流密度和上临界磁场。有趣的是，上临界磁场的栅极依赖性表现出相反的趋势TC在欠掺杂区，这表明一个相对较大的库珀配对电位。
2021-11-11 cond-mat.supr-con
Protected qubit based on a superconducting current mirror
我们提出了一种基于电容耦合约瑟夫森结链中激子凝聚的量子比特实现方案。量子位是受保护的，因为随着链长的增加，其有效哈密顿量中所有不需要的项都被指数抑制。我们还描述了一套通用的量子门的实现。大多数门还提供指数误差抑制。唯一一个本质上不是容错的门需要以大约50%的精度实现，前提是其他门是精确的。
2006-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Suppression of Tunneling of Superconducting Vortices Caused by a Remote Gate: Example of an Extended Object Tunneling
本文讨论了一个在磁场中测量超导薄膜电阻的实验。当金属栅置于超导膜上时，观察到超导膜电阻的强烈下降。我们研究了超导薄膜中的涡旋和远程无偏门中的电子之间的磁耦合如何抑制涡旋的隧穿率。我们研究了两种一般的方法来分析隧道在存在缓慢的低能量自由度：功能积分和散射形式主义。在第一个模型中，金属栅内的电子对涡旋位置变化的响应被描述为“隧穿耗散”。我们考虑了由于隧道效应，涡旋的磁通量在栅极中感应的涡流。在第二种方法中，响应是以类似于Aharonov-Bohm散射的方式由涡旋的磁通量对电子的散射给出的。涡位置的突然变化导致了与涡隧穿相反的非线性突变。我们表明，在门内的涡旋和电子之间的磁耦合可以导致一个显着的抑制的涡旋隧穿，恢复超导性能符合实验。
2007-08-08 cond-mat.supr-con
Two-qubit gate operations in superconducting circuits with strong coupling and weak anharmonicity
我们从理论上研究了在两个耦合超导量子比特系统中实现两个量子比特门的问题。特别是，我们在耦合强度与量子位的非谐性相当甚至更大的条件下分析了两量子位门操作。通过数值求解含时的薛定谔方程，得到了在量子比特-量子比特直接耦合和间接耦合两种情况下，两量子比特门的保真度与系统参数的关系.我们的数值结果可以用来确定“安全”的参数制度，在这些系统中实验实现高保真度的双量子比特门。
2012-08-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Protected gates for superconducting qubits
我们分析了超导电路中作用于“0- $π$量子比特”的量子相位门的准确性，其中通过连续变量量子纠错码来保护门免受热噪声和哈密顿噪声的影响。通过打开和关闭$LC$振荡器和量子位或量子对之间的可调谐约瑟夫森耦合来执行门;假设完美的量子位，我们表明，当振荡器的阻抗$\sqrt{L/C}$与$\hbar/4e^2 \approx 1\, kΩ$相比较大时，门误差呈指数级小。受保护的门本身在计算上并不具有普适性，但通过将它们与无保护的噪声操作相结合，可以构造出一种普适的容错量子计算方案。我们验证我们的分析参数与数值模拟。
2013-02-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Fast quantum gate with superconducting flux qubits coupled to a cavity
我们提出了一种快速实现双量子比特控制相位门的方法，该方法将超导磁通量子比特耦合到腔体中。该提议的一个显著特征是，由于仅使用量子比特-腔共振相互作用和量子比特-脉冲共振相互作用，因此与先前的提议相比，门可以更快地执行。该提议不需要在门操作期间调整量子比特水平间距。此外，该提议既不需要量子位参数的均匀性，也不需要量子位在腔中的精确放置。
2012-07-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Time scales for Majorana manipulation using Coulomb blockade in gate-controlled superconducting nanowires
我们数值计算的低能谱的门控超导拓扑纳米线分割成两个岛，每个约瑟夫森耦合到一个大块超导体。该装置可以容纳两对Majorana束缚态，为Majorana融合规则的检验提供了一个平台。我们分析之间的交叉（i）一个电荷占主导地位的制度，可用于初始化和读出的马约拉纳束缚态，（ii）一个单岛制度占主导地位的岛间马约拉纳耦合，（iii）约瑟夫森等离子体激元制度的大耦合到散装超导体，和（iv）一个制度的四个马约拉纳束缚态允许拓扑保护马约拉纳操纵。从能量谱中，我们得到了最近提出的融合规则测试协议的时间尺度的保守估计[arXiv：1511.05153]。我们还分析了分支纳米线结构的基本马约拉纳编织操作所需的步骤。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A proposal for realizing a 3-qubit controlled-phase gate with superconducting qubit systems coupled to a cavity
提出了一种利用超导量子比特系统耦合到腔体中实现3量子比特量子相位控制门的方法。该方案不需要调整量子位能级间距或相同的量子位-腔耦合常数。此外，由于仅应用谐振相互作用，因此可以在$\sim $ 10纳秒内快速执行门控。这个提议是相当普遍的，它可以应用于各种类型的超导量子比特，被困在腔中的原子，或耦合到谐振器的量子点。
2012-08-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Logic gates at the surface code threshold: Superconducting qubits poised for fault-tolerant quantum computing
量子计算机可以解决困难的问题--例如素因子分解、数据库搜索和量子模拟--但代价是需要保护脆弱的量子态不受错误的影响。量子纠错通过量子纠缠在许多物理量子比特之间分配逻辑状态来提供这种保护。超导性是一个吸引人的平台，因为它允许构建大型量子线路，并且与微加工兼容。对于超导量子比特，表面码是纠错的自然选择，因为它只使用最近邻耦合和快速循环的纠缠门。门保真度要求是适度的：每步保真度阈值仅约为99%。在这里，我们展示了超导多量子位处理器中的一组通用逻辑门，实现了99.92%的平均单量子位门保真度和高达99.4%的双量子位门保真度。这将约瑟夫森量子计算置于表面码纠错的容错阈值。我们的量子处理器是迈向表面码的第一步，它使用五个量子比特以线性阵列排列，并具有最近邻耦合。作为进一步的演示，我们使用完整的电路和全套门构造了一个五量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。结果表明，约瑟夫森量子计算是一种高保真度的技术，有一个清晰的路径，以扩大到大规模，容错量子线路。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave dynamics of gated Al/InAs superconducting nanowires
针对金属器件中栅极可调超导特性的时域研究不足问题，本文通过微波表征栅控Al包覆InAs纳米线，揭示其复阻抗随栅压的变化规律并测得约40 ns响应时间，为栅控超导器件设计提供基础。
2025-02-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Gate voltage modulation of the superconducting state in a degenerate semiconductor
本研究通过栅压调控GaN上外延InN的载流子密度，实现超导转变温度最高204 mK的变化，并证明其主导因素是载流子密度而非无序散射。
2024-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signature of gate tunable superconducting network in twisted bilayer graphene
利用光谱成像扫描隧道显微镜研究扭转双层石墨烯，发现栅极调控下从绝缘相到空间调制超导态的转变，揭示了配对行为的空间层级，为莫尔超导理论提供微观约束。
2025-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disorder-Driven Enhancement of Coulomb Repulsion Governs The Superconducting Dome in Ionic-Liquid-Gated Quasi-2D Materials
Universitá di Trento（特伦托大学）；Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia（意大利技术研究院基金会）
研究揭示离子液门准二维材料中杂乱驱动的库仑排斥增强如何调控超导穹顶的形成，通过结合多体方法和第一性原理计算，建立了相图与实验的定量一致。
2026-03-30 cond-mat.supr-con
Full Gate-Voltage Control of a Parity-Protected Superconducting Qubit with an Altermagnetic Josephson Junction
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
提出基于栅极可调超导-交变磁体-超导约瑟夫森结的奇偶保护量子比特，利用交变磁体特性，通过化学势电控制两约瑟夫森通道干涉，估算出相干时间，为超导量子比特控制提供新途径。
2026-07-07 cond-mat.supr-con
Silicide-based Josephson field effect transistors for superconducting qubits
量子计算机制造和运行的可扩展性是超越NISQ时代的关键。到目前为止，基于铝约瑟夫森隧道结的超导transmon量子比特已经展示了最先进的成果，尽管这项技术很难在大规模设施中实现。最近出现了另一种“门控”量子比特，它使用混合超导/半导体（S/Sm）器件作为门调谐约瑟夫森结。然而，目前这些技术的实现使用纳米线，其大规模制造也尚未成熟。可扩展的门控设计可以用CMOS约瑟夫森场效应晶体管作为可调谐的弱连接，其中理想的器件具有通过高透明度界面接触短沟道的大超导能隙的引线。在微电子工业中，硅化物可以实现高透明度或低接触电阻，其中一些硅化物被证明是超导的。本论文的第一部分是对两种材料的材料研究：$\text{V}_3\text{Si}$和PtSi，这两种材料分别具有高的$T_\text{c}$和成熟的集成度。第二部分包括50 nm栅长PtSi晶体管的实验结果，其中S/Sm界面的透明度由栅电压调制。在低电压下，输运在低能量下没有电导，并且在超导能隙处具有明确的特征。S/Sm界面处的势垒高度随着栅电压的增加而降低，直到零偏置峰出现在零漏电压附近，这表明出现了Andreev电流。硅基晶体管中Andreev电流的成功栅极调制代表着向完全CMOS集成的超导量子计算机迈出了一步。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Spectroscopic signature of two superconducting gaps and their unusual field dependence in RuB$_2$
最近RuB $_2$被证明是一种可能的双能隙I型超导体。温度依赖的热容测量揭示了一个两个间隙超导基态，而磁场依赖的磁化强度测量表明，令人惊讶的I型超导性与一个非常低的实验临界场（$H_c$）$\sim$ 120 Oe。在本文中，我们报告了两个超导能隙的直接光谱证据在RuB $_2$。我们已经测量了扫描隧道光谱表现出两个缺口的签名不同的晶粒的多晶RuB $_2$，可能源于多个频带。温度相关的隧道光谱的分析表明，从不同的带隙演化不同的温度，然后在一个单一的$T_c$同时消失。有趣的是，我们的实验还揭示了准粒子态密度的间隙在磁场中的存活率远高于体$H_c$，并且它们随场平稳地演化，与I型超导体的预期不同，这表明存在"混合态”。
2019-07-20 cond-mat.supr-con
Experimental realization of nonadiabatic geometric gates with a superconducting Xmon qubit
几何相位只依赖于演化路径而不依赖于演化细节，具有一定的抗噪特性。基于不同的几何相位，人们提出了各种各样的量子门，如基于非绝热阿贝尔几何相位的非绝热几何门和基于非绝热非阿贝尔几何相位的非绝热完整量子门。到目前为止，非绝热完整单量子比特门已被实验证明与超condunting transmon，其中三个级联配置的最低水平都应用在操作中。然而，第二激发态的transmons具有相对较短的相干时间，这导致量子门的保真度降低。在这里，我们实验上实现了基于阿贝尔几何相位的非绝热几何单量子比特门与超导Xmon量子比特。该实现在Xmon量子比特的两个最低能级上执行，从而避免了第二激发态的短相干时间的影响。实验结果表明，单比特量子门的平均正确率可以分别达到99.6%和99.7%。
2019-09-22 cond-mat.supr-con quant-ph
A Strained Organic Field-Effect-Transistor with a Gate-Tunable Superconducting Channel
在现有技术的硅器件中，载流子的迁移率通过来自后衬底的晶格应变而增强。这种对器件性能的额外控制对于实现高性能计算具有重要意义，并且对于电场感应超导器件也应该是有效的。然而，到目前为止，载流子密度是场致超导界面的唯一参数。在这里，我们展示了一个有源有机超导场效应晶体管，其晶格由来自衬底的应变调制。软有机晶格允许通过选择背衬底来调谐应变，以使在低温下可利用顺电固体栅极获得诱导超导状态。这样实现的有源三端约瑟夫森结器件在高级计算和阐明相关材料中填充控制和带宽控制超导相之间的直接联系方面都是有用的。
2013-09-02 cond-mat.soft cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast pump-probe spectroscopic signatures of superconducting and pseudogap phases in YBa2Cu3O7-δ films
利用飞秒泵浦-探测光谱技术研究了最佳掺杂YBa_2Cu_3 O_（7-δ）薄膜中相变的瞬态光学特征。为了阐明超导和赝隙相的动力学，缓慢的热分量被从光致反射率在高通量制度与低频脉冲速率的时域痕迹。重新标度的数据表现出明显的相分离的签名，在TSC和TPG的发病率与运输数据非常一致的突变。与超导相相比，赝能隙相的响应的特征在于反射率变化的强烈降低，并伴随着更快的恢复时间。
2012-11-23 cond-mat.supr-con physics.optics
Fast parametric two-qubit gate for highly detuned fixed-frequency superconducting qubits using a double-transmon coupler
已经报道了高性能的双量子比特门，其具有通过单transmon耦合器（STC）耦合的超导量子比特。它们中的大多数是针对具有小失谐的量子位实现的，因为通过STC减少高度失谐的量子位的残余$ZZ$耦合是具有挑战性的。然而，就频率拥挤和串扰而言，高度失谐的量子比特是期望的。在这里，我们数值演示了一个高性能的参数门高度失谐的固定频率量子比特使用最近提出的可调谐耦合器称为双transmon耦合器（DTC）。应用交流磁通脉冲，我们可以实现最大纠缠通用门（$\sqrt{\rm iSWAP}$），平均保真度超过99.99 $\%$和约24 ns的短门时间。对于轻微失谐的可调谐量子比特，这种速度与基于共振的门相当。此外，交替使用直流磁通脉冲，我们可以实现另一种称为CZ门的纠缠门，其平均保真度超过99.99 $\%$，门时间约为18 ns。考虑到其灵活性和可行的设置，我们可以预期DTC将有助于在不久的将来实现高性能的量子计算机。
2023-01-20 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Double-Transmon Coupler: Fast Two-Qubit Gate with No Residual Coupling for Highly Detuned Superconducting Qubits
虽然双量子比特纠缠门对于通用量子计算是必要的，但它们非常难以实现高保真度。近年来，可调谐耦合器已成为超导量子计算机中实现高保真双量子比特门的关键器件。然而，对于高度失谐的量子位，仍然难以实现没有不想要的残余耦合的可调谐耦合，这对于减轻由于量子位之间的串扰而引起的量子位频率拥挤或误差是期望的。因此，我们提出了这种可调谐耦合器的设计，我们称之为双transmon耦合器，因为这是由两个transmon量子位通过一个额外的约瑟夫森结通过一个共同的环路耦合。通过控制环路中的磁通量，不仅可以实现快速、高保真的双量子比特门，而且在空闲时间内没有残余耦合，其中计算量子比特是高度失谐的固定频率传输子。该耦合器有望为更高性能的超导量子计算机提供一种替代方法。
2022-09-27 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Gate-controlled conductance of superconducting NbN nanowires: coherent quantum phase-slips or Coulomb blockade?
相干量子相位滑移预计将导致足够窄的超导纳米线在一定的临界电压以下的直流传导的封锁。我们目前的测量NbN纳米线中，不仅是观察到的临界电压，但也在此临界电压可以使用侧栅电极调谐。临界电压随着所施加的栅极电压的变化而周期性地变化。虽然观察结果在定性上与相干量子相位滑移元件之间的量子干涉的预期一致，但调谐的周期比基于简单电容考虑的预期大几个数量级。此外，在一个纳米线的测量过程中的变化期间的两个显着的突然变化被观察到，一个观察约束的行为的详细解释。假设的行为产生于纳米线中的颗粒约瑟夫森结的解释的可解释性也被认为是。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effects of fabrication routes and material parameters on the control of superconducting currents by gate voltage
本文对比加法与减法图形化超导器件，发现后者系统性缺失栅控超导电流，并通过微结构分析揭示关键材料与物理参数，指出部分既有机制并非普遍适用。
2023-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spectroscopic distinction between the normal state pseudogap and the superconducting gap of cuprate high T_{c} superconductors
我们报告了宽带红外椭偏测量欠掺杂RBa_{2} Cu_{3} O_{7-d}（R=Y，Nd和La）单晶的c轴电导率。我们的数据提供了一个详细的帐户，由于正常态赝能隙（PG）和超导（SC）间隙的光谱重量（SW）的再分布。他们表明，这些现象涉及不同的能量尺度，表现出不同的掺杂依赖性，因此可能是不同的起源。特别是，在PG状态下的SW再分布非常类似于一个传统的电荷或自旋密度波（CDW或SDW）系统。
2007-05-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inherent flux crosstalk and coupler-driven single-qubit gates in superconducting circuits
University of Konstanz（康斯坦茨大学）
研究超导量子比特中时变磁通引起的串扰，发现电容耦合量子比特间出现交叉电压驱动，并证明可利用耦合器实现快速单比特门，可能消除独立微波XY控制线。
2026-06-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Gate-controlled superconducting switch in GaSe/NbSe$_2$ van der Waals heterostructure
本研究在GaSe/NbSe$_2$范德华异质结构中实现了一种栅控超导开关，通过电场注入高能电子诱导非平衡态并利用铁电极化实现陡峭亚阈值斜率，可逆切换超导态与正常态，为超导集成电路提供了新方案。
2024-09-26 cond-mat.supr-con physics.app-ph
High-fidelity CZ gate for resonator-based superconducting quantum computers
最近已经证明了可扩展量子计算机的可能构建块[M. Mariantoni等人，Science 334，61（2011）]。这种架构由超导量子位电容耦合到单独的存储器谐振器以及公共总线。在这项工作中，我们研究了一个自然的原始纠缠门这个和相关的谐振器为基础的架构，其中包括一个量子位和总线之间的CZ操作。CZ门是在非计算量子比特的帮助下实现的|2> state [F. W. Strauch等人，物理修订版信函91，167005（2003）]。假设相位或transmon量子比特具有300 MHz的非谐性，我们表明，通过仅使用低频量子比特偏置控制，可以在大约17 ns（23 ns）的时间内实现具有99.9%（99.99%）保真度的量子比特总线CZ门，具有现实的双参数脉冲轮廓，加上两个辅助z旋转。我们在这里所指的保真度测量是状态平均的内在过程保真度，它不包括任何噪声或退相干的影响。这些结果适用于包括强耦合存储器谐振器的多量子位器件。我们研究了量子位总线CZ门的性能作为量子位非谐性的函数，确定占主导地位的固有误差机制并推导出相关的保真度估计器，量化脉冲形状灵敏度和精度要求，模拟由总线谐振器介导的量子位-量子位CZ门，并尝试对系统参数（包括谐振器频率和耦合）进行全局优化。我们的研究结果与广泛的超导硬件设计相关，这些设计包括谐振器，并表明应该可以用现有的transmon量子位演示99.9%CZ门，这将…
2013-01-08 cond-mat.supr-con quant-ph
