論文の概要: Gate-dependent offset charge shifts and anharmonicity in gatemon qubits in the weak tunneling regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.24716v2
• Date: Thu, 30 Apr 2026 22:53:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-04 13:37:10.825147
• Title: Gate-dependent offset charge shifts and anharmonicity in gatemon qubits in the weak tunneling regime
• Title（参考訳）: 弱トンネル系におけるゲートモン量子ビットのゲート依存性オフセット電荷シフトと非調和性
• Authors: Utkan Güngördü, Rusko Ruskov, Silas Hoffman, Kyle Serniak, Andrew J. Kerman, Charles Tahan,
• Abstract要約: ゲートモン量子ビットは超伝導体-量子ドット超伝導体(S-QD-S)接合に基づいている。 ドットゲート電圧とジャンクショントランパランシーの関数としての2つのアンドレーフ分岐の相互作用について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Gatemon qubits are based on a superconductor-quantum dot-superconductor (S-QD-S) junction which enables in situ electrostatic tuning via a gate electrode. For a single-channel QD this structure gives rise to two subgap Andreev bound states (ABSs), and generally leads to a richer quantum phase dynamics as compared to conventional transmons. In a recent work [Phys. Rev. B 111, 214503 (2025)] we derived the quantum phase dynamics from a many-body treatment which leads to an effective gate voltage-dependent Hamiltonian that self-consistently incorporates the phase quantization. It predicts (i) a renormalization of the junction's effective capacitance and (ii) the presence of gate voltage and occupation-dependent charge offsets in junctions with tunneling asymmetry. Here, we quantify the observable impact of these effects on the qubit's energy spectrum and anharmonicity, by studying the interplay of the two Andreev branches as a function of dot-gate voltages and junction transparencies. We show the relation of these predictions to simplified gatemon models and propose a protocol to experimentally detect the predicted charge offsets.
• Abstract（参考訳）: ゲートモン量子ビットは超伝導体-量子ドット超伝導体(S-QD-S)接合に基づいており、ゲート電極を介して静電チューニングを行うことができる。 単一チャネルQDの場合、この構造は2つのサブギャップAndreev境界状態(ABS)をもたらし、一般的に従来のトランモンと比較してよりリッチな量子相ダイナミクスをもたらす。 最近の研究 (Phys. B 111, 214503 (2025)) において、我々は多体処理から量子相ダイナミクスを導出し、相量子化を自己整合的に組み込む効果的なゲート電圧依存ハミルトニアンを導出した。 それは予測する 一 ジャンクションの有効容量及び容量の再正規化 (2)トンネル非対称性の接合におけるゲート電圧と占有依存性電荷オフセットの存在。 ここでは、これらの効果が量子ビットのエネルギースペクトルと非調和性に与える影響を、ドットゲート電圧とジャンクション透明性の関数として2つのアンドレフ枝の相互作用を研究することによって定量化する。 本稿では,これらの予測と簡易ゲートモンモデルとの関係を示すとともに,予測された電荷オフセットを実験的に検出するためのプロトコルを提案する。

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