論文の概要: Emergent Harmonics in Josephson Tunnel Junctions Due to Series Inductance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.08171v1
- Date: Thu, 10 Jul 2025 21:03:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-14 18:03:54.17711
- Title: Emergent Harmonics in Josephson Tunnel Junctions Due to Series Inductance
- Title(参考訳): 連続インダクタンスによるジョセフソントンネル接合の創発的高調波
- Authors: Junghyun Kim, Max Hays, Ilan T. Rosen, Junyoung An, Helin Zhang, Aranya Goswami, Kate Azar, Jeffrey M. Gertler, Bethany M. Niedzielski, Mollie E. Schwartz, Terry P. Orlando, Jeffrey A. Grover, Kyle Serniak, William D. Oliver,
- Abstract要約: ジョセフソントンネル接合は超伝導量子回路の重要な要素である。
2つのハーモニクスのポテンシャル源は、ジョセフソン接合の固有電流-位相関係と、接合と他の回路要素を繋ぐトレースのインダクタンスである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.3224744665128102
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Josephson tunnel junctions are essential elements of superconducting quantum circuits. The operability of these circuits presumes a $2\pi$-periodic sinusoidal potential of a tunnel junction, but higher-order corrections to this Josephson potential, often referred to as "harmonics," cause deviations from the expected circuit behavior. Two potential sources for these harmonics are the intrinsic current-phase relationship of the Josephson junction and the inductance of the metallic traces connecting the junction to other circuit elements. Here, we introduce a method to distinguish the origin of the observed harmonics using nearly-symmetric superconducting quantum interference devices (SQUIDs). Spectroscopic measurements of level transitions in multiple devices reveal features that cannot be explained by a standard cosine potential, but are accurately reproduced when accounting for a second-harmonic contribution to the model. The observed scaling of the second harmonic with Josephson-junction size indicates that it is due almost entirely to the trace inductance. These results inform the design of next-generation superconducting circuits for quantum information processing and the investigation of the supercurrent diode effect.
- Abstract(参考訳): ジョセフソントンネル接合は超伝導量子回路の重要な要素である。
これらの回路の操作性はトンネル接合の2ドル周期正弦波ポテンシャルを仮定するが、このジョセフソンポテンシャルに対する高次補正(しばしば「ハーモニクス」と呼ばれる)は、期待される回路挙動から逸脱する。
これらのハーモニクスの2つのポテンシャル源は、ジョセフソン接合の内在的な電流-位相関係と、接合と他の回路要素を繋ぐ金属の痕跡のインダクタンスである。
本稿では,ほぼ対称な超伝導量子干渉デバイス(SQUID)を用いて観測された高調波の起源を識別する手法を提案する。
複数のデバイスにおけるレベル遷移の分光測定により、標準的なコサインポテンシャルでは説明できない特徴が明らかにされるが、モデルへの第2高調波の寄与を考慮すると、正確に再現される。
ジョセフソン接合サイズの2番目の調和のスケーリングは、ほぼ完全にトレースインダクタンスに起因することを示している。
これらの結果は、量子情報処理のための次世代超伝導回路の設計と超電流ダイオード効果の研究を知らせるものである。
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