論文の概要: Observation of coherent flux-charge interaction in a gate-tunable fluxonium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.07798v1
• Date: Wed, 08 Jul 2026 18:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-10 14:45:27.303702
• Title: Observation of coherent flux-charge interaction in a gate-tunable fluxonium
• Title（参考訳）: ゲート可変フラクソニウムにおけるコヒーレントフラックス電荷相互作用の観察
• Authors: Brian D. Isakov, Shikhar Singh, Adrian Parra-Rodriguez, David Feldstein-Bofill, Zhenhai Sun, Anders Kringhøj, Svend Krøjer, Alexandre Blais, Morten Kjaergaard, András Gyenis,
• Abstract要約: 共役変数、例えば回路素子を流れるフラックスとそれを渡る電荷を混合する相互作用は超伝導回路のリーチの外側にある。 本研究では,電圧可変ジョセフソン接合を用いたフラックス電荷結合を実証する。 ゲート電圧に対する遷移エネルギーを1次無感に保ちながら、駆動振幅と線形にスケールするフラックスチャージ結合を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.07131268969618
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Interactions that mix conjugate variables, such as the flux through a circuit element and the charge across it, lie outside the reach of the elementary couplings of superconducting circuits. Capacitors connect charge to charge, and inductors connect flux to flux, while no two-terminal element couples flux to charge directly. A native flux-charge coupling would thus serve as a circuit primitive in its own right, opening direct routes to non-reciprocity, protected modes, and unconventional readout. In this work, we demonstrate a flux-charge coupling by harnessing a voltage-tunable Josephson junction with parametrically modulated critical current, which mediates the interaction between a classical charge variable and a quantum flux operator. Relying on parity-selection rules in a hybrid superconducting-semiconductor fluxonium, we isolate the flux-charge coupling from other parasitic capacitive contributions and perform cross-quadrature-activated coherent control of states. Critically, we realize a flux-charge coupling that scales linearly with driving amplitude while keeping the transition energy first-order-insensitive to gate voltage. Such unconventional interaction broadens the toolbox of superconducting circuits with a critical missing component that enables the coherent coupling of conjugate variables.
• Abstract（参考訳）: 回路素子を流れるフラックスや電荷などの共役変数を混合する相互作用は超伝導回路の基本的な結合の範囲外にある。 キャパシタは電荷と電荷を接続し、インダクタはフラックスとフラックスを接続する。 したがって、ネイティブなフラックスチャージ結合は、独立して回路プリミティブとして機能し、非相互性、保護モード、非伝統的読み出しへの直接ルートを開放する。 本研究では、古典電荷変数と量子束演算子との相互作用を媒介するパラメトリック変調臨界電流を持つ電圧可変ジョセフソン接合を用いてフラックス電荷結合を示す。 ハイブリッド超伝導-半導体フラッソニウムにおけるパリティ選択規則に基づき、他の寄生容量からのフラックスチャージ結合を分離し、状態の四分数活性化コヒーレント制御を行う。 臨界的には、ゲート電圧に対する遷移エネルギーを1次無感度に保ちながら、駆動振幅と線形にスケールするフラックスチャージ結合を実現する。 このような非伝統的な相互作用は超伝導回路のツールボックスを臨界欠如成分で拡張し、共役変数のコヒーレントカップリングを可能にする。

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