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
Junction-free polarity-tunable superconducting diode effect enables XNOR logic operation
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本研究在NbSe2中利用Fe3GeTe2的磁邻近效应实现无结、高效且极性可调的超导二极管，并演示了XNOR逻辑门运算，为节能逻辑电路提供新途径。
2026-09-09 cond-mat.supr-con
Dual cut-off dc-tunable microwave low-pass filter on superconducting Nb microstrips with asymmetric nanogrooves
我们提出了一个双截止，直流可调谐低通微波滤波器的超导铌微带单轴非对称纳米槽。在不同温度、磁场和直流电流值下，在$300$ \，KHz至$14$ \，GHz范围内测量器械的频率响应。当Abrikosov涡旋晶格在空间上与底层搓板钉扎景观相匹配时，微波损耗最有效地降低。微带的正向传输系数$S_{21}(f)$具有直流可调谐截止频率$f_d$，由于钉扎景观的两个不同的斜率陡度，该截止频率在直流偏置反转下显著变化。该装置的操作原理依赖于从当涡流在凹槽上被驱动时在低频下的弱耗散响应到当涡流在一个凹槽内振荡时在高频下的强耗散响应的交叉。滤波器的截止频率是可由直流偏压调谐的涡旋去钉扎频率，因为它减少了由纳米图案引起的钉扎效应。报道的结果揭示了一个先进的微波功能的超导薄膜与不对称（棘轮）钉扎景观和相关的调谐超导平面传输线的微波损耗。
2015-04-08 cond-mat.supr-con
Tunable pinning in superconducting films with magnetic micro-loops
研究了超导体/磁性微环晶格混合结构的磁通钉扎特性。所使用的开放三角形微磁体代表了一个八倍的自由度系统，具有六个极化和两个磁通封闭的可能状态。通过方便地选择下面的环的磁状态，可以诱导不同的钉扎电位。结果表明，与极化态相比，杂散场最小的磁涡旋态产生的钉扎效应较弱。
2006-11-07 cond-mat.supr-con
Tunable coaxial cavity resonator for linear and nonlinear microwave characterization of superconducting wires
我们讨论了使用由外部铜圆柱和内部Pb-BSCCO线构成的可调谐圆柱同轴腔获得的实验结果。我们已经使用该装置研究了超导导线在线性和非线性状态下的微波响应。特别是，通过调谐腔的不同模式，使它们在精确的谐波频率下谐振，我们已经检测到由超导内线在驱动场的二次和三次谐波频率下发射的功率。无论是微波表面阻抗或谐波发射的非线性制度中得到的结果，定性占考虑晶粒间磁通动力学。这种器件的使用对于研究和设计用于实现基于超导的微波器件的大尺寸导线具有强烈的兴趣。
2011-07-12 cond-mat.supr-con
Inverse Faraday Effect for Superconducting Condensates
超导凝聚体中的库珀对在圆极化电磁辐射的作用下获得了与温度有关的直流磁矩。在超流体唯象动力学理论的最简单版本，即含时的Ginzburg-Landau（GL）模型中研究了这种逆法拉第效应的机制。光感生磁矩的强烈影响的非耗散振荡的贡献超导序参量动力学出现由于GL弛豫时间的非零虚部。后一个量与超导状态下的霍尔效应的相关性允许建立直接和逆法拉第现象之间的联系。
2021-04-07 cond-mat.supr-con
Probing the superconducting condensate on a nanometer scale
超导体是一种罕见的量子系统，其中波函数具有宏观量子效应，这是由于电子对的独特凝聚。波函数的振幅与电子对密度直接相关，但振幅和相位都进入约瑟夫森电流：超导体之间电子对的相干隧穿。非常敏感的设备利用超导状态，但是{ \it凝聚体}在{ \it局部尺度}上的性质在很大程度上是未知的，例如，在非常规的高T $_c$铜酸盐，多间隙和无间隙超导体中。所选择的技术将是基于扫描隧道能谱（STS）的约瑟夫森STS，其中通过测量超导尖端和样品之间的局部约瑟夫森电流（JC）来{ \it直接}探测冷凝物。然而，约瑟夫森STS是一个实验挑战，因为它需要稳定的超导尖端，以及接近原子接触的隧穿条件。我们演示了如何克服这些困难，并提出了第一个空间映射的JC在纳米尺度上。MgB $_2$膜的情况下，受到正常的磁场，被认为是。
2006-02-01 cond-mat.supr-con
Magnetic field tunable superconducting transition in Nb/Co/Py/Nb exchange spring multilayers
在过去的十年中，已经表明，在s波超导体/铁磁体界面的磁非共线是自旋单线态到自旋三线态对转换的关键成分。这已经在几种合成的非共线磁性结构中得到验证。双层结构中的磁性软铁磁层和硬铁磁层组合可以用作场可调谐非共线磁性结构，其可以提供单重态到三重态对转换的磁场调谐。从Nb/Co/Py/Nb多层膜的磁化强度测量，我们证明了一个可逆的增强超导临界温度为400 mK的测量Tc与和没有Co和Py之间的非共线磁结构。这些结构中Tc的灵敏度为实现磁场可调的约瑟夫森结提供了可能性，其中对转换和约瑟夫森临界电流使用适度的磁场是可控的。
2020-04-23 cond-mat.supr-con
Microwave Dressed States and Vacuum Fluctuations in a Superconducting Condensate
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Waterloo Institute of Nanotechnology（滑铁卢纳米技术研究所）
研究揭示了超导凝聚体与电磁场耦合时微波 dressed 状态的形成机制，并展示了超导体对真空波动的抑制作用。
2025-11-13 cond-mat.supr-con
ac Hall Effect and Photon Drag of Superconducting Condensate
基于含时金兹堡-朗道理论，提出超导凝聚体中交流霍尔效应和光子牵引的理论描述，源于载流子浓度抑制的二阶非线性响应，并研究微波辐射感生的直流超电流与二次谐波。
2024-03-19 cond-mat.supr-con
Broadly Tunable Sub-terahertz Emission from Internal Branches of the Current-voltage Characteristics of Superconducting Bi2Sr2CaCu2O8+d Single Crystals
Japan Society for the Promotion of Science（日本学术振兴会）；Quantum Beam Science Directorate, Japan Atomic Energy Agency（日本原子力机构量子束科学部）；Graduate School of Pure & Applied Sciences, University of Tsukuba（筑波大学纯科学与应用科学学院）
研究通过施加直流电压激发超导体Bi2Sr2CaCu2O8+d单晶中的多个内禀约瑟夫森结，产生连续相干亚太赫兹辐射，其频率可调且几乎不受加热效应和内部谐振频率影响，提出利用外部谐振腔放大以实现高功率源。
2012-01-07 cond-mat.supr-con
Magnetic confinement of the superconducting condensate in superconductor/ferromagnet hybrid composites
本文研究了非均匀磁场对用于不同超导体/铁磁体混合体的薄Al膜磁电阻的影响。两个对比的磁性纹理与面外磁化进行了探讨，即（i）一个普通的薄膜在多畴状态和（ii）一个阵列的微尺寸的点。铁磁结构的杂散场限制了超导凝聚，并相应地改变了超导成核的条件。通过在铁磁体的不同磁状态之间切换，可以随意调节该约束，从而可逆地改变临界温度Tc对外部磁场H的依赖性。特别是，从传统的线性Tc（H）的依赖与一个单一的最大值的可重入超导相边界与多个Tc峰的连续演变已被证明。
2007-06-26 cond-mat.supr-con
Persistence of superconducting condensate far above the critical temperature in YBa$_2$(Cu,Zn)$_3$O$_y$ revealed by $c$-axis optical conductivity measurements for several Zn concentrations and carrier doping levels
利用YBa-$_{2}$（Cu $_{1-x}$ Zn $_{x}$）$_{3}$ O $_{y}$在不同掺杂水平（$p$）和不同Zn浓度下的$c$轴电导率，通过直接测量高温铜氧化物超导体的超导凝聚体，研究了高温铜氧化物超导体中的超导先驱现象.光学电导率的实部和虚部都清楚地表明，超导载流子持续到高于临界温度$T$ $_{c}$但低于赝能隙温度$T$ $^{\ast}$的高温$T$ $_{p}$。与$T$ $^{\ast}$一样，$T$ $_{p}$随着掺杂水平的降低而增加，但与$T$ $^{\ast}$不同，随着Zn取代而降低。
2014-03-17 cond-mat.supr-con
Dynamics of the superconducting condensate in the presence of a magnetic field. Channelling of vortices in superconducting strips at high currents
本文从含时的Ginzburg-Landau方程出发，研究了在垂直磁场和外加电流作用下宽二维样品中超导凝聚态的动力学。我们可以确定两个临界电流：纯超导态变得不稳定的电流（$J_{c2}$ \cite{self1}）和系统从电阻态过渡到超导态的电流（$J_{c1}<J_{c2}$）。电流$J_{c2}$随外部磁场单调减小，而$J_{c1}$在$H^*$处表现出最大值。对于足够大的磁场，滞后消失并出现$J_{c1}=J_{c2}=J_c$。在该高磁场区域中，对于接近$J_c$的电流，电压作为分离涡旋运动的结果出现。随着电流的增加，运动的涡流形成具有抑制的序参量的“通道”，涡流可以沿着通道非常快速地运动。这导致电压的急剧增加。这些“通道”在某些方面类似于在零磁场处出现的相位滑移线。
2003-10-18 cond-mat.supr-con
The Discovery of Tunable Universality Class in Superconducting $β$-W Thin Films
量子相变中的淬火无序和临界行为之间的相互作用在概念上是迷人的，并且对于理解相变具有根本的重要性。然而，淬火无序是否影响量子相变的普适性类仍不清楚。更重要的是，二维超导体在面内磁场下不存在超导-金属转变，这对量子临界的普适性施加了限制。本文通过改变$β$ -W薄膜的无序强度，发现了超导体-金属转变的可调普适类。有限尺寸标度揭示了普适性类的转换：在临界厚度$t_{c \perp 1}\sim 8 nm$处从量子Griffiths奇点到多量子临界态，然后在$t_{c\perp 2}\sim 16 nm$处从多量子临界态到单量子临界态。此外，超导-金属转变是第一次观察到下的平面磁场和普适类改变$t_{c \parallel }\sim 8 nm$。面外和面内磁场下可调普适类的发现为研究超导-金属跃迁的无序效应和量子临界性提供了广泛的信息。
2020-10-24 cond-mat.supr-con
Tunable BCS-BEC crossover, reentrant, and hidden quantum phase transitions in two-band superconductors with tunable valence and conduction bands
本研究采用平均场方法研究价带与导带可调的双带超导体，发现了密度诱导、带选择的BCS-BEC渡越、量子相变及隐藏临界性等新现象，有限温度下还存在无需无序或磁效应的超导-正常态重入转变。
2023-01-31 cond-mat.supr-con
Intrinsic and Tunable Superconducting Diode Effect in Quantum Spin Hall Systems
Università di Genova（热那亚大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）；Istituto Nanoscienze-CNR（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）
本研究展示了在量子自旋霍尔系统中，通过接近超导体产生内禀且可调的超导二极管效应，利用磁电场控制实现高效率输运。
2025-12-02 cond-mat.supr-con
Anomalous peak in the superconducting condensate density of cuprate high T_{c} superconductors at a unique critical doping state
本文用μ子自旋转动方法研究了Y_{0.8} Ca_{0.2} Ba_{2}（Cu_{1-z} Zn_{z}）_{3} O_{7-δ}和Tl_{0.5-y} Pb_{0.5+y} Sr_{2} Ca_{1-x} Y_{x} Cu_{2} O_{7}的超导凝聚态密度n_{s} ^{0}的掺杂依赖性.我们发现，n_{s} ^{o}在轻微过掺杂制度中的独特掺杂状态下表现出明显的峰。它的位置与临界掺杂状态相一致，在临界掺杂状态下，正常态赝能隙首先出现，耗尽了电子态密度。观察到n_{s} ^{o}和凝聚能U_{o}之间令人惊讶的相关性，这表明即使在过掺杂区域中也存在非常规行为。
2000-06-19 cond-mat.supr-con
Superconducting Condensate Formation in Metallic Systems with Arbitrary Carrier Density (review)
本文给出了一个当代的和在一定程度上的教学审查目前的理论理解的形成超导态的金属系统与一个可变的载流子密度。我们试图描述从玻色-爱因斯坦凝聚型（小密度）到Bardeen-Cooper-Schrieffer型（大密度）的过渡。在整个治疗过程中使用功能性方法。大多数结果是第一次在审查表格中考虑的。其中一些（特别是赝能隙的可能打开）被用来解释高温超导体的实验数据。
1997-11-03 cond-mat.supr-con
Design and experimental study of superconducting left-handed transmission lines with tunable dispersion
研究了超导可调谐共面波导的微波特性。成对的约瑟夫森结正在形成超导量子干涉器件（SQUID），它分流了CPW的中心导体。通过施加外部直流磁场，SQUID的约瑟夫森电感在0.08-0.5 nH的范围内变化。CPW的中心导体包含提供额外电感的串联连接的约瑟夫森结;控制SQUID的磁场足够弱，不会影响单个结链的电感。该电路被设计为具有由可变抑制带分隔的左手和右手传输特性;带边缘可以通过磁场进行调谐。我们目前的传输测量CPWs的基础上，多达120个Nb-AlOx-Nb约瑟夫森结。在零磁场下，我们观察到在8-11 GHz的频率范围内没有抑制带。当施加磁场时，出现7 GHz和9 GHz之间的抑制带。实验数据与数值模拟进行了比较。
2013-09-29 cond-mat.supr-con
Design and experimental study of superconducting left-handed transmission lines with tunable dispersion and improved impedance match
我们继续详细研究了超导左手可调谐共面波导传输线（LHTL）的微波特性。该线由一个中心导体，加载一系列的约瑟夫森结作为固定电感器;该线是并联的SQUID作为可调谐电感器。通过施加外部直流磁场，SQUID的电感在0.08-0.5 nH的范围内变化。该电路被设计为具有由可变抑制带分开的左手和右手传输带。在零磁场下，在8-12 GHz的频率范围内，我们只观察到8 ~ 10 GHz的一个通带。通过设计，预计抑制带出现在10 GHz和11 GHz之间，并且在我们以前的工作中已经检测到。为了解决20单元LHTL测量中的驻波和RF泄漏问题，我们设计了一个高比（5-50 Ohm）宽带（8-11 GHz）阻抗Transformer，并改进了样品架。实验数据与数值模拟进行了比较。
2014-12-18 cond-mat.supr-con
Tunable Majorana corner states driven by superconducting phase bias in a vertical Josephson junction
本文证明了在垂直约瑟夫森结中存在Majorana角态，并发现其位置可通过超导相位偏置精确控制，同时提出了在三个圆形垂直约瑟夫森结系统中实现拓扑编织的方案，推进了拓扑量子计算领域。
2025-09-04 cond-mat.supr-con
A one-dimensional tunable magnetic metamaterial
我们目前的实验数据上的一维超导超材料，是可调的宽频带。这种磁性薄膜介质的基本构件是单结（rf-）超导量子干涉器件（SQUID）。由于这种元件的非线性电感，其谐振频率可通过施加直流磁场原位调谐。我们证明，这导致我们的超材料组成的54 SQUID的可调有效参数。为了从测量数据获得有效磁导率，我们采用仅使用复透射系数S21的技术。
2013-04-27 cond-mat.supr-con
Low-loss tunable metamaterials using superconducting circuits with Josephson junctions
我们报告的实验与超导材料含有约瑟夫森结。在这些结构中，传统超材料中使用的开口环谐振器被超导回路取代，超导回路被约瑟夫森结中断，所谓的rf-SQUID。与开口环谐振器一样，这些元件可以被视为耦合到磁场的LC谐振器。超导薄膜超材料的优点在于，由于约瑟夫森结的可调谐的本征电感，可以通过施加外部直流磁场来改变rf-SQUID的谐振频率。我们目前的实验结果表明，这些设备的谐振频率的可调谐性。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent oscillations in a superconducting tunable flux qubit manipulated without microwaves
我们用纳秒长的磁通量脉冲来操纵可调谐超导磁通量子比特的能量势，实验证明了这种量子比特的相干振荡。两个持续电流状态的占据概率振荡的频率范围从6 GHz到21 GHz，可调通过磁通脉冲的振幅。所展示的操作模式允许实现量子门，其花费小于100 ps的时间，因此与其他超导量子比特相比快得多。这种类型的量子位的另一个优点是它对热和磁场波动都不敏感。
2008-09-08 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Tunable superconducting resonators via on-chip control of local magnetic field
本研究提出一种通过片上局部磁场控制的频率可调谐超导共面波导谐振器，实现54.85 MHz的调谐范围，可应用于超导量子计算的滤波器、通信总线和存储元件。
2024-05-15 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Multiband Superconductors: Two Characteristic Lengths for Each Contributing Condensate
传统上，超导凝聚体的特征长度与相应能隙函数的空间分布有关。然而，超导凝聚是库珀对的量子凝聚，因此，更广泛的读者更熟悉库珀对波函数的概念。对于传统的单带超导体，带隙函数与库珀对的质心波函数一致，直到耦合常数，并且相应的带隙和波函数特征长度相同。令人惊讶的是，我们发现在双带超导体中，这些长度仅在临界温度附近相同。在较低的温度下，它们可以显着偏离彼此，并出现的问题，这些长度应给予优先指定的空间尺度时，在多带超导材料的带相关的冷凝。
2022-07-22 cond-mat.supr-con
Interaction between ionic lattices and superconducting condensates
用超导体中的静电力来处理离子晶格与超导凝聚体的相互作用。它表明，这种力是类似的，但不相同的正常和超导状态的体积差所建议的力。BCS理论显示出比双流体模型更大的偏差。
2007-10-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-situ tunable nonlinearity and competing signal paths in coupled superconducting resonators
我们制作并研究了一个由两个可调谐耦合非线性超导谐振器组成的系统。电流耦合dc-SQUID引入的非线性。我们模拟系统响应的电路模型，其中包括一个额外的信号路径引入的电磁环境。此外，我们提出了两种方法，使我们能够通过实验确定的非线性。首先，我们适合测量的频率和磁通的传输数据的依赖性的等效电路模型的基础上的模拟。其次，我们将传输数据的功率依赖性拟合到由描述系统的非线性运动方程预测的模型。我们的研究结果表明，我们能够通过一个外部线圈和两个片上天线调谐的谐振器的非线性几乎两个数量级。所研究的系统代表了更大的系统的基本构建块，允许量子模拟的玻色子多体系统与大量的晶格网站。
2021-03-12 cond-mat.supr-con
Gate-tunable superconducting quantum interference devices of PbS nanowires
报道了由半导体PbS纳米线和PbIn超导电极构成的门极可调超导量子干涉器件（SQUID）的制备和电输运性质。在垂直于纳米混合SQUID平面的磁场作用下，在T = 4.0 K的温度范围内，观察到SQUID中磁通量子化引起的临界电流的周期振荡。非正弦电流相位关系作为温度和栅极电压的函数，这是符合短和扩散结模型。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable Superconducting Qubits with Flux-Independent Coherence
研究了低频磁通量噪声对不同可调谐度的超导transmon量子比特的影响。我们发现，具有较弱的可调谐性的量子位表现出失相，是不太敏感的磁通噪声。这种见解被用于制造量子位，其中由于通量噪声引起的失相被抑制在其他失相源之下，导致在~340 MHz的可调谐范围内的通量无关的失相时间T2* ~ 15 us。这种可调量子位有可能创建高保真、容错的量子位门，并从根本上提高量子处理器的可扩展性。
2017-02-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable Nb superconducting resonators based upon a Ne-FIB-fabricated constriction nanoSQUID
混合超导-自旋系统提供了将高度相干的原子量子系统与超导电路的可扩展性相结合的潜力。为了充分利用这一潜力，需要一个高品质因数的微波谐振器，频率可调，并能够在自旋系统的最佳磁场工作。这样的磁场通常排除了先前已用于可调谐高$Q$微波谐振器的常规Al基约瑟夫森结器件。铌（Nb）的较大临界场允许制造具有大的场弹性的微波谐振器。在这里，我们演示了如何收缩型弱链接，图案平行到铌共面谐振器的中心导体使用氖聚焦离子束（FIB），可以用来实现频率可调谐振器。我们研究通过两个这样的设备传输，并展示他们如何实现高品质因数，可调，字段弹性设备，未来的应用程序耦合自旋系统的承诺。
2019-01-07 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Tunable Superconducting Josephson Dielectric Metamaterial
我们展示了一种基于约瑟夫森效应的具有可调特性的低耗散电介质超材料。加载有规则间隔的约瑟夫森结（$I_c \approx 0.25$ $μ$ A）的超导导线跨越K波段波导并且与微波电场对准，从而产生超导电介质超材料。外加直流电流调谐这种独特的电超材料的截止频率和有效介电常数。计算结果与微波在人工介质中传输的解析模型一致。
2019-11-01 cond-mat.supr-con nlin.CD physics.app-ph
Tunable coupling in circuit quantum electrodynamics with a superconducting V-system
超导量子比特的最新进展已经证明了这些器件在未来量子信息处理中的潜力。量子计算的一个期望特征是量子位相互作用以及量子位能量的独立控制。我们展示了一种新型的超导电荷量子比特，它具有V形能谱，并使用量子干涉来提供对量子比特能量和偶极耦合到超导腔的独立控制。我们展示了动态访问强耦合制度调谐耦合强度从小于200 kHz到超过40 MHz。这种可调谐耦合可以用于保护量子位免受腔诱导的弛豫，并避免多量子位系统中不必要的量子位-量子位相互作用。
2010-11-18 cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson vortex interaction mediated by cavity modes: Tunable coupling for superconducting qubits
本文提出了一个描述超导传输线中约瑟夫森涡旋（磁通子）相互作用的量子力学模型。涡流通过线性波的发射和吸收（电磁腔模式）相互作用。我们表明，在一个经典的制度，这种特殊类型的相互作用是由通量子的瞬时速度的产品。在量子体系中，该性质提供了涡旋之间的可调谐耦合，其可用于涡旋量子比特的纠缠。涡旋相互作用的物理机制类似于基于捕获离子的量子比特。不同类型的传输线介导的涡流相互作用的建议。
2003-03-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Ultrastrong tunable coupler between superconducting LC resonators
本研究提出一种由rf-SQUID和dc-SQUID组成的超导谐振腔超强可调耦合器，实现超过1 GHz的耦合常数及宽范围可调性，其电路模型验证了旋转波近似破缺，有望应用于量子退火和NISQ设备。
2021-10-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent Control of a Superconducting Qubit with Dynamically Tunable Qubit-cavity Coupling
我们演示了耦合到超导共面波导谐振器的超导量子比特的相干控制和测量，该超导共面波导谐振器具有动态可调的量子比特-腔耦合强度。拉比振荡测量几个耦合强度，表明量子位跃迁可以关闭的因素超过1500。我们展示了如何通过快速通量脉冲在关闭状态下仍然可以访问量子位。我们用同步快通量脉冲在设备上进行脉冲延迟测量，并观察到$T_1$和$T_2$时间分别为1.6和1.9 $μ$ s。这项工作演示了如何将这种量子比特纳入量子计算架构。
2011-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting double spin valve with extraordinary large tunable magnetoresistance
提出了一种超导双自旋阀器件。它的操作利用了铁磁绝缘体的自旋过滤效应和超导诱导的非平衡输运之间的相互作用。根据非平衡的程度，超大隧道磁阻高达10^2...对于实际材料参数，可以获得10^6%，并且在适当的电压偏置和温度下，可以在几个数量级上调谐。进一步讨论了这种设置的低温应用的相关性。
2009-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable coupler for superconducting Xmon qubits: Perturbative nonlinear model
我们研究了一种适用于超导Xmon和平面transmon量子比特的高性能可调谐耦合器的设计[Y. Chen等人，arXiv：1402.7367]。耦合器电路采用单磁通偏置约瑟夫森结，并作为一个可调分流器。通过微扰处理量子位和耦合结的非线性，计算了有效量子位-量子位相互作用哈密顿量。我们发现，量子比特的非线性有两个主要的影响：第一是抑制横向XX耦合的幅度从谐波近似中获得约15%。第二种是诱导小的对角ZZ耦合。耦合结非线性的影响是可以忽略不计的参数制度考虑。
2014-05-08 cond-mat.supr-con quant-ph
Weakly Flux-Tunable Superconducting Qubit
磁通可调量子比特是超导量子处理器的有用资源。它们可用于执行cPhase门，促进快速复位协议，避免大型处理器中的量子比特频率冲突，并实现某些快速读出方案。然而，通量可调谐量子比特遭受其可调谐范围和对通量噪声的敏感性之间的权衡。优化这种权衡对于在大型高相干处理器中实现快速、高保真、全微波交叉谐振门尤为重要。这主要是因为交叉共振门对相邻量子比特的频率景观设置了严格的条件，由于其相对较大的制造不精确性，这些条件难以满足不可调谐的transmons。为了解决这个问题，我们实现了一个相干的，通量可调的，transmon类量子比特，它表现出的频率可调谐范围小至43 MHz，其频率，非谐性和可调谐范围设置的一些实验可实现的设计参数。这种弱可调谐量子位对于避免大晶格中的频率碰撞同时限制其对通量噪声的敏感性是有用的。
2022-03-08 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting single-charge transistor in a tunable dissipative environment
我们研究了一个超导单电荷晶体管，其中库珀对隧穿的相干性被耦合到一个可调耗散环境中所破坏。顺序隧穿和cotunneling过程进行了分析，以构建的电导峰的形状和它们对耗散和温度的依赖。由于两个不同制度之间的交叉，一个是“环境辅助”，另一个是“环境主导”，发现了意想不到的特点。最近的实验证实了一些预测。该模型和结果也适用于导电地平面上的约瑟夫森结量子比特的动力学，从而解释了耗散对相干性的影响。
2001-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Single-Electron Transistor in a Locally Tunable Electromagnetic Environment: Dissipation and Charge Fluctuations
我们已经开发了一种新的系统，包括超导单电子晶体管（S-SET）耦合到一个二维电子气（2DEG），其中的耗散可以调整在紧邻的S-SET。在线性响应范围内，S-SET电导随着2DEG阻抗的增加而非单调变化。我们发现我们的实验结果和模型之间的协议，将电磁波动在S-SET引线和2DEG，以及低频开关的S-SET偏移电荷。
2002-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable coupling engineering between superconducting resonators: from sidebands to effective gauge fields
在这项工作中，我们表明，微波谐振器之间的可调谐耦合可以通过简单的约瑟夫森结电路，如直流和rf-SQUID。我们表明，通过控制耦合的时间依赖性，它是可能的开关和调制的串扰，提高相互作用的超强制度，以及工程师的红色和蓝色边带耦合，非线性光子跳跃和经典的规范场。我们将讨论这些动态可调超导电路如何使关键应用领域的全光量子计算，连续变量量子信息和量子模拟-所有达到最先进的电路QED实验。
2012-07-14 cond-mat.supr-con quant-ph
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
Tunable coupling of superconducting qubits
我们研究了一种利用电流偏置的约瑟夫森结（CBJJ）作为超导量子比特的可调谐耦合器的LC电路。通过调制偏置电流，结可以被调谐进入或退出共振，并与耦合到它的量子比特纠缠。因此，人们可以通过介导纠缠来实现双量子比特操作。我们考虑CBJJ和电荷相位量子比特的例子。一个简单的再耦合方案导致推广到任意量子位设计。
2003-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A superconducting qubit with Purcell protection and tunable coupling
我们提出了一个超导量子比特的电路量子电动力学架构，具有可调的耦合强度g。我们表明，这种耦合强度可以从零调整到与其他超导量子比特相当的值。当g = 0时，量子比特相对于Purcell效应引起的自发发射处于无退相干子空间中。此外，我们表明，在消相干自由子空间的量子比特的状态仍然可以测量的色散位移的谐振器的谐振频率或通过循环型测量。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable superconducting diode effect in higher-harmonic InSb nanosheet interferometers
本研究通过Al-InSb纳米片SQUID实现栅极和磁通可调的超导二极管，利用更高谐波和微波功率控制效率与极性，展示了其在无耗散电子学中的潜力。
2025-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Storage and on-demand release of microwaves using superconducting resonators with tunable coupling
我们提出了一个系统，它允许调谐超导谐振器和传输线之间的耦合。该存储谐振器通过第二耦合谐振器寻址，该第二耦合谐振器是频率可调谐的并且由施加到超导量子干涉器件（SQUID）的磁通量控制。我们的实验表明，存储谐振器的寿命可以调谐超过三个数量级。当耦合谐振器处于非谐振状态时，场的存储时间为18 μs，而当耦合谐振器处于谐振状态时，场的释放时间为14 ns。该设备允许以可调速率捕获、存储和按需释放微波。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable superconducting nanoinductors
我们表征电感器制造的超薄，约100 nm宽的铌（Nb）和氮化铌（NbN）的条带。这些纳米线在超导状态下具有大的动力学电感。动力学电感与纳米线长度成线性比例，在2.5 K的温度下，NbN的典型值为1 nH/um，Nb的典型值为44 pH/um。我们测量的动力学电感的温度和电流的依赖性，并比较我们的结果与理论预测。我们还模拟了这些纳米线的自谐振频率在一个紧凑的曲折的几何形状。这些纳米线电感元件在各种微波频率超导电路中具有应用。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable interaction of superconducting flux qubits in circuit QED
我们提出利用腔辅助相互作用和强驱动来实现超导磁通量子比特的可调谐相互作用。量子位具有三能级λ组态，由于有效的大失谐，激发态的衰减将被极大地抑制。实现的相互作用对腔场状态不敏感，并且可以通过调制量子比特驱动场的相位差来控制。特别是，我们的方案是基于典型的电路QED设置，因此将提供一个简单的方法对超导量子比特的可调相互作用。最后，我们考虑了在典型退相干效应的影响下，利用构造的相互作用产生两个和四个量子比特的纠缠态。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Digital Predistortion for Flux Control of Tunable Superconducting Qubits
Quantum Engineering Solutions (QES), Keysight Technologies Inc.（Keysight Technologies Inc.）；Abdus Salam Centre for Theoretical Physics, Imperial College London（伦敦帝国理工学院阿卜杜斯·萨拉姆理论物理中心）；Division of Physics and Applied Physics, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与应用物理系）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）
本文提出一种数字预扭曲框架，用于补偿可调超导量子比特中由非理想控制电子、寄生元件和低温量子芯片响应引入的失真，通过IIR和FIR滤波器组合实现高保真量子门操作。
2026-04-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Tunable Broadband Transparency of Macroscopic Quantum Superconducting Metamaterials
在原子系统中，电磁感应透明（EIT）已经实现了在其他不透明介质中的窄带不可见性。量子EIT行为可以通过特殊设计的超材料通过仔细控制的“暗模式”干涉来经典地模仿。然而，窄的透明窗口限制了需要可调谐宽带透明性能的潜在应用。在这里，我们提出了一个宏观量子超导超材料与操纵自诱导宽带透明由于一个定性的新的非线性机制，是不同于传统的EIT或其经典的类似物。实验观察到一个几乎完全消失的共振吸收范围内施加的射频通量，并从理论上解释。透明性来自于固有的双稳态，并且可以通过改变射频和直流磁场、温度和历史来容易地调节开/关。透明性的滞后原位100%可调谐性为自动隐身超材料、强度相关滤波器和快速可调谐功率限制器铺平了道路。
2015-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
RFSQUID-Mediated Coherent Tunable Coupling Between a Superconducting Phase Qubit and a Lumped Element Resonator
我们演示了超导相位量子比特和集总元件谐振器之间的相干可调谐耦合。的耦合强度介导的磁通偏置的RF SQUID在非滞后制度。通过调节施加到RF SQUID的磁通偏置，我们改变了相位量子比特和谐振器之间的有效互感，从而改变了耦合能量。我们通过观察相位量子比特光谱中分裂大小的调制，以及通过观察共振时真空拉比振荡频率的调制，验证了耦合强度从0到$100 MHz$的调制。测量的光谱分裂和真空拉比振荡符合理论预测。
2010-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fast tunable high Q-factor superconducting microwave resonators
我们提出了快速可调谐超导微波谐振器的蓝宝石衬底上的平面NbN制作。$3λ/4$波长谐振器为音叉形状，并通过直流电流进行调谐，该直流电流控制音叉叉尖的动态电感。开路端的$λ/4$部分作为集成阻抗转换器工作，在直流端子耦合点处对微波电流产生近乎完美的短路，从而防止微波能量通过直流线路泄漏。我们在整个调谐范围内测量内部品质因数$Q_{\rm int}>10{^{5}}$。我们证明了$> 3\%$的调谐范围和调谐响应时间短至20 ns的最大可实现的失谐。由于准分形设计，谐振器对高达0.5 T的磁场具有弹性。
2020-05-02 cond-mat.supr-con physics.app-ph
