論文の概要: Topologically protected perfect crossed Andreev reflection in flux-engineered quantum wire junctions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.26702v2
- Date: Wed, 02 Sep 2026 07:22:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-03 17:53:17.378963
- Title: Topologically protected perfect crossed Andreev reflection in flux-engineered quantum wire junctions
- Title（参考訳）: フラックスエンジニアリングされた量子ワイヤ接合における位相的に保護された完全交差アンドレフ反射
- Abstract要約: 本研究では, フラックス可変4端子常温超伝導接合を設計し, 決定論的, 100%効率的なCARを実現する。
この抑制は、トポロジカルに保護された単位CAR確率を保証し、定量化されたトポロジカルな巻数として現れることを証明している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Generating non-locally entangled electron pairs via Cooper-pair splitting is vital for solid-state quantum information processing. However, isolating the underlying crossed Andreev reflection (CAR) is challenging due to competing transport processes like electron tunneling (ET) and local Andreev reflection (AR). Here, we propose a flux-tunable four-terminal normal metal-superconductor junction that achieves deterministic, 100\% efficient CAR. We demonstrate that at exactly half a magnetic flux quantum ($φ=π$), exact destructive Aharonov-Bohm and Peierls interferences structurally forbid ET and AR respectively. By tuning the central junction hopping, electron reflection is also suppressed to zero. Using the Cauchy argument principle, we prove that this suppression manifests as a quantized topological winding number, guaranteeing a topologically protected unit CAR probability. We establish that this regime is characterized by a strictly positive cross-correlation shot noise, providing an unambiguous experimental signature of Cooper-pair splitting. Furthermore, this perfect CAR is nearly broadband within the superconducting gap and remarkably robust against structural disorder, offering a highly resilient architecture for deterministic nonlocal entanglement generation.
- Abstract（参考訳）: 非局所的に絡み合った電子対を生成することは、固体量子情報処理に不可欠である。
しかし、電子トンネル(ET)や局所アンドリーフ反射(AR)といった競合する輸送過程のため、基礎となるアンドリーフ反射(CAR)を分離することは困難である。
本稿では, フラックス可変4端子常温超伝導接合を, 決定論的, 100%効率の良いCARを実現するために提案する。
磁気束量子(φ=π$)のほぼ半分で、完全に破壊的なアハロノフ・ボームとピーエルスがそれぞれ構造的にETとARを干渉することを示した。
中心接合ホッピングをチューニングすることにより、電子反射もゼロに抑制される。
コーシーの議論原理を用いて、この抑制は、トポロジカルに保護された単位CAR確率を保証し、定量化されたトポロジカルな巻数として現れることを証明した。
我々は、この方式が厳密に正の相互相関ショットノイズを特徴とし、クーパーペア分割の明白な実験的特徴を与えることを確認した。
さらに、この完全CARは超伝導ギャップ内のほぼ広帯域であり、構造障害に対して非常に堅牢であり、決定論的非局所的絡み合い発生のための高いレジリエントなアーキテクチャを提供する。
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