混合超导量子比特中库珀对隧穿可控奇偶性
超导量子电路的非线性特性源自约瑟夫森能量-相位关系。除基本的cosϕ项外,该关系还可包含更高阶傅里叶谐波cos(kϕ),对应于k个库珀对的关联隧穿。主导隧穿过程的奇偶性(即隧穿库珀对数量的奇偶性)会导致截然不同的物理性质,控制这一特性可为超导技术开辟广泛应用前景。然而,实现偶数主导的调控机制仍具挑战性,目前仍需依赖复杂的多结或全混合结构。本研究展示了一种简单的“谐波奇偶量子比特”元件:将两个氧化铝隧道结与栅极可调的InAs/Al纳米线结并联构成SQUID,并通过85个栅压点的磁通光谱重建其能量-相位关系。在半个磁通量子处,约瑟夫森势能的奇次谐波相对偶次谐波可被抑制达两个数量级,形成以偶次谐波为主的双势阱,其极小值位于±π/2附近。这种谐波奇偶调控能力可实现库珀对对的超流输运,为超导电路的傅里叶工程提供了新构建模块。
量科快讯
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