石墨烯超导量子比特中栅极可调谐的能谱与电荷分散抑制
控制量子相干超导电路的能量谱(即激发态能量、电路非线性度和态电荷离散度)是设计高性能量子比特的关键。传统上,这种控制通过调节电路几何结构实现。在隧道约瑟夫森结情况下,原位控制通常借助外部磁场实现。近年来,基于半导体弱连接的约瑟夫森结作为一种可替代构件崭露头角,其优势在于可通过电场效应进行调控。研究团队已成功将栅极可调约瑟夫森结集成于采用半导体纳米线或二维电子气的超导电路中。该工作展示了石墨烯超导电路量子比特特性(频率、非线性度与电荷离散度)的大范围栅极可调性,并通过考虑库珀对经由安德烈夫束缚态传输的模型合理解释了这些特性。值得注意的是,该研究表明此类弱连接中库珀对的高传输率会显著抑制电荷离散。该成果揭示了石墨烯基量子比特作为先进量子电路多功能构建模块的潜力。
