論文の概要: Novel qubits in hybrid semiconductor-superconductor nanostructures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.23336v1
- Date: Mon, 29 Dec 2025 09:45:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-30 22:37:30.457873
- Title: Novel qubits in hybrid semiconductor-superconductor nanostructures
- Title（参考訳）: ハイブリッド半導体-超伝導ナノ構造における新しい量子ビット
- Authors: Marta Pita-Vidal, Rubén Seoane Souto, Srijit Goswami, Christian Kraglund Andersen, Georgios Katsaros, Javad Shabani, Ramón Aguado,
- Abstract要約: ハイブリッド半導体-超伝導量子ビットは、従来のプラットフォームに代わる有望な代替として登場した。
本稿では,ハイブリッド量子ビットの最近の理論的および実験的進歩を概観する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hybrid semiconductor-superconductor qubits have recently emerged as a promising alternative to traditional platforms, combining material advantages with device-level tunability. A defining feature is their gate-tunable Josephson coupling, enabling superconducting qubit architectures with full electric-field control and offering a path toward scalable, low-crosstalk quantum processors. This approach seeks to merge benefits of superconducting and semiconductor qubits, for instance by encoding quantum information in the spin of a quasiparticle occupying an Andreev bound state, thus combining long coherence times with fast, flexible control. Progress has accelerated through bottom-up engineering of Andreev states in coupled quantum dot arrays, leading to architectures such as minimal Kitaev chains hosting Majorana zero modes. In parallel, Hamiltonian-protected designs aim to enhance resilience against local noise and decoherence by exploiting superconducting phase dynamics and discrete charge or flux degrees of freedom. This article reviews recent theoretical and experimental advances in hybrid qubits, providing an overview of physical mechanisms, device implementations, and emerging architectures, with emphasis on their potential for (topologically) protected quantum information processing. While many designs remain at proof-of-concept stage, rapid progress suggests practical demonstrations may soon be achievable.
- Abstract（参考訳）: ハイブリッド半導体-超伝導量子ビットは、近年、従来のプラットフォームに代わる有望な代替として登場し、材料的利点とデバイスレベルのチューニング性を組み合わせた。
定義上の特徴はゲートチューニング可能なジョセフソン結合であり、完全な電界制御を備えた超伝導量子ビットアーキテクチャを可能にし、スケーラブルで低クロストークな量子プロセッサへの道を提供する。
このアプローチは超伝導と半導体量子ビットの利点を融合し、例えば、アンドレフ境界状態を占める準粒子のスピンに量子情報を符号化することで、長いコヒーレンス時間と高速で柔軟な制御を組み合わせる。
アンドレーフ状態のボトムアップエンジニアリングにより、量子ドットアレイの結合により進歩が加速し、マヨラナゼロモードをホストする最小限のキタエフ連鎖のようなアーキテクチャへと繋がった。
平行して、ハミルトンが保護した設計は、超伝導相のダイナミクスと離散電荷または自由度を利用して局所雑音やデコヒーレンスに対するレジリエンスを高めることを目的としている。
本稿では、ハイブリッド量子ビットの最近の理論的および実験的進歩を概観し、物理機構、デバイス実装、新しいアーキテクチャについて概観し、(トポロジカルに)保護された量子情報処理の可能性に焦点を当てる。
多くの設計が概念実証段階に留まっているが、急速な進歩は、実用的な実演がすぐに達成可能であることを示唆している。
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