論文の概要: Enhanced qubit performance by integrating altermagnets into superconducting qubit designs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.02761v1
- Date: Mon, 01 Jun 2026 18:25:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-03 22:00:04.53917
- Title: Enhanced qubit performance by integrating altermagnets into superconducting qubit designs
- Title（参考訳）: 超伝導量子ビット設計への変化磁石の統合による量子ビット性能の向上
- Authors: Johanne Bratland Tjernshaugen, Morten Amundsen, Jacob Linder,
- Abstract要約: 磁性ジョセフソン接合を含む場合,超伝導量子ビットの性質がどう変化するかを検討する。
分割、非調和性、デコヒーレンス、単/結合量子ゲート動作時間を含む鍵量子ビット性能パラメータは、反磁性材料の特性に応じてリッチな挙動を示す。
- 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: Identifying a materials platform for creating qubits that are both tunable and resilient towards environmental noise is one of the main hurdles that need to be overcome to realize quantum computation that is practically useful. One pursued avenue to this end is to use superconducting qubits with intrinsic spin-dependent interactions, such as spin-orbit coupling or magnetism. However, the recently discovered class of materials known as altermagnets remain largely unexplored in this context. We here use microscopic calculations to determine how the properties of superconducting qubits are modified when altermagnetic Josephson junctions are included. The key qubit performance parameters, including splitting, anharmonicity, decoherence, and single/coupled-qubit gate operation times, display rich behavior depending on the characteristic properties of the altermagnetic material, such as the strength of the Néel field and the crystallographic orientation of the altermagnetic relative interfaces in the system. We focus in particular on the transmon design and show that the qubit is very well protected against decoherence and simultaneously shows superior anharmonicity both near 0-$π$ transition points and when it is in a $φ$-state. We propose that by using strain, the altermagnetic qubit can be moved out of its protected regime to enable faster gate-operation times, and then moved back to its protected state. We also discuss how the altermagnetic properties influence flux qubits and fluxonium. Our results suggest that integration of altermagnetic materials into existing superconducting qubit design can substantially improve their performance due to the unique properties of the altermagnetic band-structure.
- Abstract（参考訳）: チューナブルで環境騒音に耐性のある量子ビットを作成するための材料プラットフォームを同定することは、現実的に有用な量子計算を実現する上で克服すべき主要なハードルの1つです。
この目的への道の1つは、スピン軌道カップリングや磁気など、本質的にスピン依存的な相互作用を持つ超伝導量子ビットを使用することである。
しかし、最近発見された反磁性体として知られる物質の分類は、この文脈でほとんど解明されていない。
ここでは、磁気ジョセフソン接合を含む場合の超伝導量子ビットの性質がどのように変化するかを決定するために、顕微鏡計算を用いる。
分割、非調和性、デコヒーレンス、単/結合量子ゲート動作時間を含む鍵量子ビット性能パラメータは、ネエル磁場の強度やシステム内の磁気相対界面の結晶配向など、反磁性材料の特性によってリッチな挙動を示す。
特にトランスモンの設計に焦点をあて、キュービットはデコヒーレンスに対して非常によく保護されており、同時に0-π$遷移点と$φ$状態のときの両方に優れたアンハーモニック性を示す。
本研究では, ひずみを用いることで, 反磁性量子ビットを保護状態から外し, より高速なゲート動作を実現し, 保護状態に戻すことを提案する。
また、磁束量子ビットとフラッソニウムの反磁性がどう影響するかについても論じる。
以上の結果から, 既存の超伝導量子ビット設計への異磁性材料の統合は, 異磁性バンド構造の特異性により, その性能を著しく向上させることができることが示唆された。
関連論文リスト
- Supersolidity induced flux magnetism with magnetic atoms in an anti-magic wavelength optical lattice [0.0]
超固体と磁性は、物質の強い相関状態を特徴付ける基本的な現象である。
ここでは、これらの量子状態間の直接接続を確立し、超低温原子系で実験的にアクセス可能なメカニズムを公表する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-09-05T12:37:41Z) - Observation of Magnetic Devil's Staircase-Like Behavior in Quasiperiodic Qubit Lattices [55.2480439325792]
悪魔の階段(DS)現象は、外界への磁化のフラクタル反応である。
我々は、単純で効果的なIsing-modelフレームワークにおいて、外部磁場の増加によって引き起こされる急激な磁気遷移を多数発見する。
本研究は,DSの挙動が周期的システムに限定されているという一般的な見方に挑戦する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-24T21:39:06Z) - Transport properties and quantum phase transitions in one-dimensional superconductor-ferromagnetic insulator heterostructures [44.99833362998488]
最近製造された半導体-超伝導-強磁性絶縁体ハイブリッドに着想を得た1次元電子ナノデバイスを提案する。
FMI層長をオレンジ色または/またはグローバルバックゲート電圧を印加することにより、スピン及びフェルミオンパリティ変化QPTを調整可能であることを示す。
以上の結果から,これらの効果は実験的に利用可能であり,ハイブリッドナノワイヤにおける量子相転移の研究のための堅牢なプラットフォームを提供する可能性が示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-18T22:25:50Z) - Anomalous magnetic flux via junction twist-angle in a
triplet-superconducting transmon qubit [0.0]
低エラー実装には、強い不調和性とオフセット電荷に対する感度の低い超伝導トランスモン量子ビットが望ましい。
本稿では,三重項超伝導体からなるc軸接合を相対的なねじれ角度で設定する。
このアーキテクチャでは、異常なフラックスは接合のツイスト角によって決定され、新しいゼロフィールド機能を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-12T00:03:44Z) - Superconducting flux qubit with ferromagnetic Josephson $π$-junction operating at zero magnetic field [1.0069403000998083]
3つのNbN/AlN/NbNジョセフソン接合とNbN/PdNi/NbN強磁性$pi$-接合をベースとしたゼロフラックスバイアス束量子ビットの実現を報告した。
我々の研究結果は、強磁性と超伝導の相互作用を利用する量子コヒーレントデバイス(量子ビットやセンサなど)を開発するための道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-26T01:57:05Z) - Modular nanomagnet design for spin qubits confined in a linear chain [0.0]
線形鎖に配置されたスピン量子ビットを駆動する設計を提案する。
ナノマグネットは、量子ビット鎖の片側に横向きに配置され、ナノマグネットは2つの量子ビットに1つずつ配置される。
縦方向および横方向のフィールドコンポーネントは、アドレス可能性および駆動フィールドとして機能する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-22T11:17:32Z) - A hybrid ferromagnetic transmon qubit: circuit design, feasibility and
detection protocols for magnetic fluctuations [45.82374977939355]
強磁性バリアの特性的ヒステリックな挙動は、磁場パルスによる量子ビット周波数の代替的および本質的にデジタルチューニングを提供することを示す。
量子ビットをノイズ検出器として用いる可能性とその磁気と超伝導の微妙な相互作用を調べるための関連性について考察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-01T18:50:26Z) - Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions
in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。
競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。
これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z) - Probing the coherence of solid-state qubits at avoided crossings [51.805457601192614]
本研究では,核スピン浴と相互作用する常磁性欠陥の量子力学について検討した。
提案された理論的アプローチは、第一原理からスピン量子ビットのコヒーレンス特性を設計する方法を舗装する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-21T15:37:59Z) - Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting
circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。
以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。