論文の概要: Quantum dynamics of superconductor-quantum dot-superconductor Josephson junctions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.10330v1
• Date: Thu, 15 Feb 2024 21:14:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-19 18:19:53.448776
• Title: Quantum dynamics of superconductor-quantum dot-superconductor Josephson junctions
• Title（参考訳）: 超伝導体-量子ドット超導体ジョセフソン接合の量子力学
• Authors: Utkan G\"ung\"ord\"u, Rusko Ruskov, Silas Hoffmann, Kyle Serniak, Andrew J. Kerman, Charles Tahan
• Abstract要約: コンデンサ型S-QD-S接合の自己整合量子化を経路積分定式化により検討する。 結果は、任意のインピーダンス環境においてS-QD-S接合を取り入れた将来の実験と量子デバイスを理解するために重要である。
• 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: Josephson junctions constructed from superconductor-quantum dot-superconductor (S-QD-S) heterostructures have been used to realize a variety of voltage-tunable superconducting quantum devices, including qubits and parametric amplifiers. In such devices, the interplay between the charge degree of freedom associated with the quantum dot and its environment must be considered for faithful modeling of circuit dynamics. Here we describe the self-consistent quantization of a capacitively-shunted S-QD-S junction via path-integral formulation. In the effective Hamiltonian, the Josephson potential for the Andreev bound states reproduces earlier results for static phase bias, whereas the charging energy term has new features: (i) the system's capacitance is renormalized by the junction gate voltage, an effect which depends on the strength of the tunneling rates between the dot and its superconducting leads as well, and (ii) an additional charge offset appears for asymmetric junctions. These results are important to understand future experiments and quantum devices incorporating S-QD-S junctions in arbitrary impedance environments.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ドット超導体(s-qd-s)のヘテロ構造からなるジョセフソン接合は、量子ビットやパラメトリック増幅器を含む様々な電圧可変超伝導量子デバイスを実現するために用いられてきた。 このようなデバイスでは、量子ドットに関連する自由度とその環境との相互作用は、回路ダイナミクスの忠実なモデリングのために考慮されなければならない。 ここでは,S-QD-S接合の自己整合量子化を経路積分の定式化により記述する。 効果的なハミルトニアンでは、アンドレフ境界状態のジョセフソンポテンシャルは静的位相バイアスの初期の結果を再現するが、充電エネルギー項には新しい特徴がある。 (i)接合ゲート電圧によりシステムの容量が再正規化され、ドットとその超電導リード間のトンネル速度の強さにも依存する。 (ii)非対称接合には追加の電荷オフセットが現れる。 これらの結果は、任意のインピーダンス環境においてS-QD-S接合を取り入れた将来の実験や量子デバイスを理解する上で重要である。

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