論文の概要: A Josephson phase battery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.03393v2
• Date: Sat, 20 Jun 2020 06:18:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-12 23:55:01.959038
• Title: A Josephson phase battery
• Title（参考訳）: Josephson 相電池
• Authors: E. Strambini, A. Iorio, O. Durante, R. Citro, C. Sanz-Fern\'andez, C. Guarcello, I. V. Tokatly, A. Braggio, M. Rocci, N. Ligato, V. Zannier, L. Sorba, F.S. Bergeret, and F. Giazotto
• Abstract要約: 位相電池は、量子回路の波動関数に永続的な位相バイアスを与える量子装置である。 ここでは, ハイブリッド超電導回路における位相電池の試作について報告する。 この相互作用は、トポロジカル量子技術、超伝導回路、および回路量子力学の高度なスキームへの道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A battery is a classical apparatus which converts a chemical reaction into a persistent voltage bias able to power electronic circuits. Similarly, a phase battery is a quantum equipment which provides a persistent phase bias to the wave function of a quantum circuit. It represents a key element for quantum technologies based on quantum coherence. Unlike the voltage batteries, a phase battery has not been implemented so far, mainly because of the natural rigidity of the quantum phase that, in typical quantum circuits, is imposed by the parity and time-reversal symmetry constrains. Here we report on the first experimental realization of a phase battery in a hybrid superconducting circuit. It consists of an n-doped InAs nanowire with unpaired-spin surface states and proximitized by Al superconducting leads. We find that the ferromagnetic polarization of the unpaired-spin states is efficiently converted into a persistent phase bias $\varphi_0$ across the wire, leading to the anomalous Josephson effect. By applying an external in-plane magnetic field a continuous tuning of $\varphi_0$ is achieved. This allows the charging and discharging of the quantum phase battery and reveals the symmetries of the anomalous Josephson effect predicted by our theoretical model. Our results demonstrate how the combined action of spin-orbit coupling and exchange interaction breaks the phase rigidity of the system inducing a strong coupling between charge, spin and superconducting phase. This interplay opens avenues for topological quantum technologies, superconducting circuitry and advanced schemes of circuit quantum electrodynamics.}
• Abstract（参考訳）: 電池は、化学反応を電子回路を駆動できる持続的な電圧バイアスに変換する古典的な装置である。 同様に、位相電池は、量子回路の波動関数に永続的な位相バイアスを与える量子装置である。 これは量子コヒーレンスに基づく量子技術の鍵となる要素である。 電圧電池とは異なり、相電池は、主に、典型的な量子回路においてパリティと時間反転対称性の制約によって課される量子相の自然な剛性のために実装されていない。 本稿では,ハイブリッド超電導回路における相電池の実験的実現について報告する。 nドープしたInAsナノワイヤで、不対面のスピン状態を持ち、Al超伝導鉛によって酸化される。 未対スピン状態の強磁性偏極は、電線を介して持続的な位相バイアス$\varphi_0$に効率よく変換され、異常なジョセフソン効果をもたらす。 外部面内磁場を適用することで、$\varphi_0$の連続チューニングが達成される。 これにより、量子相電池の充電と放電が可能になり、理論モデルによって予測される異常ジョセフソン効果の対称性を明らかにする。 その結果, スピン軌道結合と交換相互作用の複合作用が, 電荷, スピン, 超伝導相の強い結合を誘導する系の相剛性を破ることを示した。 この相互作用は、トポロジカル量子技術、超伝導回路、および回路量子力学の高度なスキームへの道を開く。 }

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