沟谷极化约瑟夫森结作为可门控的0-π量子位平台
摘要：基于魔角双层石墨烯（MATBG）的门定义的Josephson结构最近已经被制作出来。在这样的结构中，局部静电门控可以在相互作用驱动的波谷偏极化态作为弱链接的情况下创建由两个超导区域连接。由于波谷偏极化态的自发时间反演和反演对称性破缺，观察到了诸如Josephson二极管效应的新现象，而无需施加外部场。重要的是，当所谓的非循环效率（测量Josephson效应的符号和强度）改变符号时，结构的能量-相位关系近似为$F(ϕ) ≈ cos(2ϕ)$，其中$F$是自由能，$ϕ$是两个超导体的相位差。在这项工作中，我们展示了通过电容器分流的MATBG基Josephson结构可以用来实现长期以来一直寻求的受保护免受局部干扰引起的相干损耗的$0$-$π$量子位。有趣的是，通过改变结构参数，还可以实现具有较大非谐波性的类Transmon量子位。简而言之，通过利用MATBG中的新型相互作用驱动的波谷偏极化态，可以使用单个门定义的Josephson结构来替代复杂的超导电路，实现受保护免受局部干扰的量子位。
作者：Zhong-Chang-Fei Li, Yu-Xuan Deng, Zi-Ting Sun, Jin-Xin Hu, K. T. Law
论文ID：2308.07888
分类：Superconductivity
分类简称：cond-mat.supr-con
提交时间：2023-08-16