論文の概要: Quantum Coherence in Superconducting Vortex States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.19769v2
• Date: Thu, 23 Oct 2025 13:39:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:16.15795
• Title: Quantum Coherence in Superconducting Vortex States
• Title（参考訳）: 超伝導渦状態における量子コヒーレンス
• Authors: Ameya Nambisan, Simon Günzler, Dennis Rieger, Nicolas Gosling, Simon Geisert, Victor Carpentier, Nicolas Zapata, Mitchell Field, Milorad V. Milošević, Carlos A. Diaz Lopez, Ciprian Padurariu, Björn Kubala, Joachim Ankerhold, Wolfgang Wernsdorfer, Martin Spiecker, Ioan M. Pop,
• Abstract要約: アブリコソフ渦(Abrikosov vortices)は、超伝導のギャップが核内で完全に抑制され、散逸的に半古典的な物質である。 粒状超伝導膜に閉じ込められた渦が2段階の系として振る舞うことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Abrikosov vortices, where the superconducting gap is completely suppressed in the core, are dissipative, semi-classical entities that impact applications from high-current-density wires to superconducting quantum devices. In contrast, we present evidence that vortices trapped in granular superconducting films can behave as two-level systems, exhibiting microsecond-range quantum coherence and energy relaxation times that reach fractions of a millisecond. These findings support recent theoretical modeling of superconductors with granularity on the scale of the coherence length as tunnel junction networks, resulting in gapped vortices. Using the tools of circuit quantum electrodynamics, we perform coherent manipulation and quantum non-demolition readout of vortex states in granular aluminum microwave resonators, heralding new directions for quantum information processing, materials characterization, and sensing.
• Abstract（参考訳）: アブリコソフ渦(Abrikosov vortices)は、超伝導ギャップがコア内で完全に抑制され、高電流密度ワイヤから超伝導量子デバイスへの応用に影響を与える散逸的な半古典的な実体である。 対照的に、粒状超伝導膜に閉じ込められた渦は、マイクロ秒領域の量子コヒーレンスと1ミリ秒の分数に達するエネルギー緩和時間を示す2段階の系として振る舞うことができることを示す。 これらの知見は、トンネル接合ネットワークとしてのコヒーレンス長のスケールに粒度を持つ超伝導体の最近の理論的モデリングをサポートし、結果として渦の隙間が生じる。 マイクロ波共振器における渦状態のコヒーレントな操作と非破壊読み出しを行い, 量子情報処理, 材料特性, センシングのための新しい方向を導出する。

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