論文の概要: Gate-tunable spectrum and charge dispersion mitigation in a graphene superconducting qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.04959v1
• Date: Thu, 05 Jun 2025 12:36:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-06 21:53:49.697552
• Title: Gate-tunable spectrum and charge dispersion mitigation in a graphene superconducting qubit
• Title（参考訳）: グラフェン超伝導量子ビットにおけるゲート可変スペクトルと電荷分散緩和
• Authors: Nicolas Aparicio, Simon Messelot, Edgar Bonet-Orozco, Eric Eyraud, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Johann Coraux, Julien Renard,
• Abstract要約: ゲート可変ジョセフソン接合は超伝導回路に統合されている。 このような弱いリンクにおけるクーパー対の高伝送は電荷分散を強く抑制することを示す。 我々の研究は、グラフェンベースの量子ビットが高度な量子回路における汎用的なビルディングブロックとしての可能性を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1806830971023738
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Controlling the energy spectrum of quantum-coherent superconducting circuits, i.e. the energies of excited states, the circuit anharmonicity and the states' charge dispersion, is essential for designing performant qubits. This control is usually achieved by adjusting the circuit's geometry. In-situ control is traditionally obtained via an external magnetic field, in the case of tunnel Josephson junctions. More recently, semiconductor-weak-links-based Josephson junctions have emerged as an alternative building block with the advantage of tunability via the electric-field effect. Gate-tunable Josephson junctions have been succesfully integrated in superconducting circuits using for instance semiconducting nanowires or two-dimensional electron gases. In this work we demonstrate, in a graphene superconducting circuit, a large gate-tunability of qubit properties: frequency, anharmonicity and charge dispersion. We rationalize these features using a model considering the transmission of Cooper pairs through Andreev bound states. Noticeably, we show that the high transmission of Cooper pairs in such weak link strongly suppresses the charge dispersion. Our work illustrates the potential for graphene-based qubits as versatile building-blocks in advanced quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子コヒーレント超伝導回路のエネルギースペクトル、すなわち励起状態のエネルギー、回路アンハーモニック性、および状態の電荷分散を制御することは、性能量子ビットの設計に不可欠である。 この制御は通常、回路の形状を調整することで達成される。 In-situ制御は従来、トンネルジョセフソン接合の場合、外部磁場を介して得られる。 最近では、半導体弱結合をベースとしたジョセフソン接合が、電場効果によるチューナビリティの利点を生かした代替ビルディングブロックとして出現している。 ゲート可変ジョセフソン接合は、例えば半導体ナノワイヤや二次元電子ガスを用いて超伝導回路に密に統合されている。 本研究では、グラフェン超伝導回路において、周波数、非調和性、電荷分散といった量子ビット特性の大きなゲート可変性を示す。 We rationalize these features using a model using a model of Cooper pairs through Andreev bound states。 特に、このような弱いリンクにおけるクーパー対の高伝送は電荷分散を強く抑制することを示す。 我々の研究は、グラフェンベースの量子ビットが高度な量子回路における汎用的なビルディングブロックとしての可能性を示している。

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