論文の概要: Controlled Parity of Cooper Pair Tunneling in a Hybrid Superconducting Qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.11303v1
- Date: Fri, 16 Jan 2026 13:56:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-19 20:21:50.51352
- Title: Controlled Parity of Cooper Pair Tunneling in a Hybrid Superconducting Qubit
- Title（参考訳）: ハイブリッド超電導量子ビットにおけるクーパーペアトンネルの制御パリティ
- Authors: David Feldstein-Bofill, Leo Uhre Jacobsen, Ksenia Shagalov, Zhenhai Sun, Casper Wied, Shikhar Singh, Anders Kringhøj, Jacob Hastrup, András Gyenis, Karsten Flensberg, Svend Krøjer, Morten Kjaergaard,
- Abstract要約: 超伝導量子回路はジョセフソンエネルギー相関係から非線形性を引き出す。
調和パリティの制御は、クーパー対による超電流の搬送を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4919563440467985
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Superconducting quantum circuits derive their nonlinearity from the Josephson energy-phase relation. Besides the fundamental $\cosφ$ term, this relation can also contain higher Fourier harmonics $\cos(kφ)$ corresponding to correlated tunneling of $k$ Cooper pairs. The parity of the dominant tunneling process, i.e.~whether an odd or even number of Cooper pairs tunnel, results in qualitatively different properties, and controlling this opens up a wide range of applications in superconducting technology. However, access to even-dominated regimes has remained challenging and has so far relied on complex multi-junction or all-hybrid architectures. Here, we demonstrate a simple "harmonic parity qubit" (HPQ); an element that combines two aluminum-oxide tunnel junctions in parallel to a gate-tunable InAs/Al nanowire junction forming a SQUID, and use spectroscopy versus flux to reconstruct its energy-phase relation at 85 gate voltage points. At half flux quantum, the odd harmonics of the Josephson potential can be suppressed by up to two orders of magnitude relative to the even harmonics, producing a double-well potential dominated by even harmonics with minima near $\pmπ/2$. The ability to control harmonic parity enables supercurrent carried by pairs of Cooper pairs and provides a new building block for Fourier engineering in superconducting circuits.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子回路はジョセフソンエネルギー相関係から非線形性を引き出す。
基本的な$\cosφ$項に加えて、この関係はより高次のフーリエ高調波$\cos(kφ)$を含むことができ、$k$クーパー対の相関トンネルに対応する。
支配的なトンネル過程のパリティ、すなわちクーパー対トンネルの奇数か偶数かは、質的に異なる性質をもたらし、これを制御することで超伝導技術における幅広い応用が開ける。
しかし、偶数支配体制へのアクセスは依然として困難であり、これまでは複雑なマルチジャンクションや全ハイブリッドアーキテクチャに依存してきた。
ここでは、SQUIDを形成するゲート可変InAs/Alナノワイヤ接合と平行に2つのアルミニウム-酸化物トンネル接合を結合する簡単な「ハーモニックパリティ量子ビット」(HPQ)を実演し、スペクトルとフラックスを用いて85ゲート電圧ポイントでエネルギー相関係を再構成する。
半フラックス量子において、ジョセフソンポテンシャルの奇高調波は偶数高調波に対して最大2桁のオーダーで抑制され、$\pmπ/2$ に近いミニマを持つ偶数高調波に支配される二重井戸ポテンシャルが生じる。
調和パリティを制御する能力により、クーパー対のペアで超電流を搬送することができ、超伝導回路におけるフーリエ工学のための新しいビルディングブロックを提供する。
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