约瑟夫森隧道结中因串联电感而产生的突发谐波

约瑟夫森隧道结是超导量子电路的核心元件。这类电路的可操作性基于隧道结的2π周期性正弦势场,然而对该约瑟夫森势的高阶修正(常称为“谐波”)会导致电路行为偏离预期。谐波有两个潜在来源:约瑟夫森结的固有电流-相位关系,以及连接结与其他电路元件的金属引线电感。该研究团队提出了一种利用近对称超导量子干涉器件(SQUID)区分观测谐波起源的方法。通过对多组器件能级跃迁的光谱测量,研究人员发现了标准余弦势模型无法解释的特征,但在模型中引入二次谐波贡献后,这些特征得到了精确复现。观测到的二次谐波与约瑟夫森结尺寸的比例关系表明,谐波几乎完全由引线电感导致。这些发现将为量子信息处理用新一代超导电路的设计及超流二极管效应的研究提供重要依据。

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