論文の概要: Density of States (Gate) - Controlled Andreev Molecule and Sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.04519v1
- Date: Wed, 06 Aug 2025 15:03:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-07 20:09:22.778822
- Title: Density of States (Gate) - Controlled Andreev Molecule and Sensor
- Title（参考訳）: 状態密度(ゲート)-制御されたアンドレフ分子とセンサ
- Authors: Xiaofan Shi, Ziwei Dou, Guoan Li, Dong Pan, Yuxiao Song, Anqi Wang, Zhiyuan Zhang, Xingchen Guo, Xiao Deng, Ruixuan Zhang, Liangqian Xu, Xiao Chen, Yupeng Li, Bingbing Tong, Xiaohui Song, Zhaozheng Lyu, Peiling Li, Fanming Qu, Guangtong Liu, Jianhua Zhao, Li Lu, Jie Shen,
- Abstract要約: トポロジカル量子コンピューティングは通常、ハイブリッド超伝導体-半導体デバイスで開発されたトポロジカルアンドリーフ境界状態(ABS)に依存している。
ゲート制御型Andreev分子を導入し、ある部位における状態密度の静電気的チューニングは、他の部位の臨界電流を非局所的に増強する。
我々は、アンドリーフ分子を多部位のキタエフ鎖に拡張し、パリティ・リードアウトのための単一クーパーペア電荷を非侵襲的に除去する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.435274304660947
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Topological quantum computing typically relies on topological Andreev bound states (ABSs) engineered in hybrid superconductor-semiconductor devices, where gate control offers key advantages. While strong Zeeman fields can induce such states, an alternative approach emerges through Andreev molecules -- closely spaced, coupled ABSs, also key building-block for Kitaev chain -- that enable topological behavior without high magnetic fields. However, existing Andreev molecules are controlled via magnetic flux in superconducting loops, limiting scalability. Here, we introduce a gate-controlled Andreev molecule, where electrostatic tuning of the density of states in one site nonlocally enhances the critical current of another. This eliminates superconducting loops, offering superior tunability, scalability, and sensitivity. We further extend such an Andreev molecule to a multi-site Kitaev chain, and a noninvasive sensor resolving single-Cooper-pair charge for parity readout. This platform bridges the gap between scalable ABS engineering and high-sensitivity quantum sensing, advancing the development for constructing and parity-readout in topological ABSs and long Kitaev chains towards topological qubits.
- Abstract（参考訳）: トポロジカル量子コンピューティングは通常、ゲート制御が鍵となるハイブリッド超伝導体-半導体デバイスで開発されたトポロジカルアンドリーフ境界状態(ABS)に依存している。
強いゼーマン場はそのような状態を引き起こすことができるが、強磁場のないトポロジカルな挙動を可能にする、アンドレーフ分子(密接な空間を持つ結合ABS、また、北エフ鎖の鍵となるビルディングブロック)を通して別のアプローチが現れる。
しかし、既存のアンドレーフ分子は超伝導ループの磁束によって制御され、スケーラビリティが制限される。
ここではゲート制御されたアンドレーフ分子を導入し、ある部位における状態密度の静電気的チューニングは、他の部位の臨界電流を非局所的に増強する。
これにより超伝導ループが排除され、チューニング性、スケーラビリティ、感度が向上する。
さらに, アンドリーフ分子を多部位のキタエフ鎖に拡張し, パリティ・リードアウトのための単一クーパーペア電荷を非侵襲的に除去する。
このプラットフォームは、スケーラブルなABSエンジニアリングと高感度量子センシングのギャップを埋め、トポロジカルなABSと長いKITV鎖の構築とパリティ・リードアウトの開発を、トポロジカルな量子ビットへと進める。
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