論文の概要: Superconducting flux qubit with ferromagnetic Josephson $π$-junction operating at zero magnetic field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.14597v3
- Date: Wed, 16 Oct 2024 05:29:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-17 17:35:41.646337
- Title: Superconducting flux qubit with ferromagnetic Josephson $π$-junction operating at zero magnetic field
- Title（参考訳）: 強磁性ジョセフソン$π$-ジャンクションをゼロ磁場で動作させる超伝導束量子ビット
- Authors: Sunmi Kim, Leonid V. Abdurakhimov, Duong Pham, Wei Qiu, Hirotaka Terai, Sahel Ashhab, Shiro Saito, Taro Yamashita, Kouichi Semba,
- Abstract要約: 3つのNbN/AlN/NbNジョセフソン接合とNbN/PdNi/NbN強磁性$pi$-接合をベースとしたゼロフラックスバイアス束量子ビットの実現を報告した。
我々の研究結果は、強磁性と超伝導の相互作用を利用する量子コヒーレントデバイス(量子ビットやセンサなど)を開発するための道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0069403000998083
- License:
- Abstract: Conventional superconducting flux qubits require the application of a precisely tuned magnetic field to set the operation point at half a flux quantum through the qubit loop, which complicates the on-chip integration of this type of device. It has been proposed that by inducing a $\pi$-phase shift in the superconducting order parameter using a precisely controlled nanoscale-thickness superconductor/ferromagnet/superconductor Josephson junction, commonly referred to as $\pi$-junction, it is possible to realize a flux qubit operating at zero magnetic flux. Here, we report the realization of a zero-flux-biased flux qubit based on three NbN/AlN/NbN Josephson junctions and a NbN/PdNi/NbN ferromagnetic $\pi$-junction. The qubit lifetime is in the microsecond range, which we argue is limited by quasiparticle excitations in the metallic ferromagnet layer. Our results pave the way for developing quantum coherent devices, including qubits and sensors, that utilize the interplay between ferromagnetism and superconductivity.
- Abstract（参考訳）: 従来の超伝導束量子ビットは、このタイプの装置のオンチップ統合を複雑にするクビットループを通して、演算点を半分のフラックス量子に設定するために、正確に調整された磁場を適用する必要がある。
正確に制御されたナノスケールの超伝導体/強磁性体/超伝導体ジョセフソン接合(一般には$\pi$-junctionと呼ばれる)を用いて超伝導秩序パラメータの$\pi$-phaseシフトを誘導することにより、ゼロ磁束で動くフラックス量子ビットを実現することができると提案されている。
本稿では、3つのNbN/AlN/NbNジョセフソン接合とNbN/PdNi/NbN強磁性$\pi$-接合に基づくゼロフラックスバイアス束量子ビットの実現について報告する。
量子ビット寿命はマイクロ秒の範囲にあり、これは金属強磁性体の準粒子励起によって制限される。
我々の研究結果は、強磁性と超伝導の相互作用を利用する量子コヒーレントデバイス(量子ビットやセンサなど)を開発するための道を開いた。
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