論文の概要: Resolving Andreev spin qubits in germanium-based Josephson junctions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.13988v1
- Date: Mon, 16 Jun 2025 20:45:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-18 17:34:59.243469
- Title: Resolving Andreev spin qubits in germanium-based Josephson junctions
- Title（参考訳）: ゲルマニウム系ジョセフソン接合におけるアンドレーフスピン量子ビットの解法
- Authors: Silas Hoffman, Charles Tahan,
- Abstract要約: Andreev spin qubits (ASQ) は量子情報処理のための有望なプラットフォームである。
Geベースのジョセフソン接合では、アンドレーフ状態は実験的に観察されているが、スピン解離したアンドレーフ状態は解離状態のままである。
- 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: Andreev spin qubits (ASQs) are a promising platform for quantum information processing which benefit from both the small footprint of semiconducting spin qubits and the long range connectivity of superconducting qubits. While state-of-the-art experiments have developed ASQs in InAs nanowires, these realizations are coherence-time limited by nuclear magnetic noise which cannot be removed by isotopic purification. In Ge-based Josephson junctions, which can be isotopically purified, Andreev states have been experimentally observed but spin-resolved Andreev states remain elusive. Here, we theoretically demonstrate that the geometry of the Josephson junction can limit the qubit frequency to values below typical experimental temperatures and render the ASQ effectively invisible. ASQs could be experimentally resolved by judiciously choosing the geometry of the junction and filling of the underlying Ge. Our comprehensive study of ASQ frequency on in situ and ex situ experimentally controllable parameters provides design guidance of Ge-based Josephson junctions and paves the way towards realization of high-coherence ASQs.
- Abstract（参考訳）: Andreev spin qubits (ASQs) は量子情報処理のための有望なプラットフォームであり、半導体スピンキュービットの小さなフットプリントと超伝導キュービットの長距離接続の両方から恩恵を受けている。
最先端の実験はInAsナノワイヤでASQを開発したが、これらの実現は核磁気ノイズによってコヒーレンス時間に制限され、同位体浄化では除去できない。
Ge基のジョセフソン接合では、同相的に精製できるが、アンドレフ状態は実験的に観察されているが、スピン分解されたアンドレフ状態は溶出状態のままである。
ここでは、ジョセフソン接合の幾何学が、典型的な実験温度以下の値に量子ビット周波数を制限し、ASQを効果的に見えなくすることができることを理論的に証明する。
ASQは、接合の幾何学と下層のGeの充填を司法的に選択することで、実験的に解決できる。
In situおよびex situのASQ周波数に関する包括的な研究は、Ge基ジョセフソン接合の設計指針を提供し、高コヒーレンスASQの実現に向けての道筋を提供する。
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