Суперпозиция состояний в потоковых кубитах с джозефсоновским контактом ScS-типа (Обзор)

Abstract

Рассмотрены следствия перехода к квантовому описанию движения магнитного потока в сверхпроводящем кольце, замкнутом джозефсоновским ScS контактом. Дан обзор основных результатов по макроскопическому квантовому туннелированию (МКТ) бозе-конденсата, образованного макроскопически большим числом куперовских пар электронов. Это явление проиллюстрировано оригинальными данными, полученными при исследовании МКТ и когерентных состояний в модифицированном потоковом кубите с расщеплением уровней энергии ΔЕ₀₁ ≈ 2⋅10⁻²³ Дж (ΔЕ₀₁/h ≈ 30 ГГц). Анализируются свойства суперпозиции состояний в двухъямном потенциале и вопросы построения квантовых измерений локальной кривизны суперпозиционных уровней энергии кубитов.

Розглянуто наслідки переходу до квантового опису руху магнітного потоку в надпровідному кільці, яке замкнуте джозефсонівським ScS контактом. Подано огляд основних результатів по макроскопічному квантовому тунелюванню (МКТ) бозе-конденсата, який утворений макроскопічно великим числом купе- рівських пар електронів. Це явище проілюстровано оригінальними даними, які отримані при дослідженні МКТ і когерентних станів в модифікованому потоковому кубіті з розщеплюванням рівнів енергії ΔЕ₀₁ ≈ 2⋅10⁻²³ Дж (ΔЕ₀₁//h ≈ 30 ГГц). Аналізуються властивості суперпозиції станів у двоямному потенціалі і питання побудови квантових вимірювань локальної кривизни суперпозиційних рівнів енергії кубітів.

The consequences of the transition to a quantum description of magnetic flux motion in the superconducting ring closed by the ScS Josephson junction are considered. The principal results on macroscopic quantum tunneling (MQT) of Bose condensate consisting of a macroscopically large number of Cooper electron pairs are reviewed. These phenomena are illustrated by the original data obtained from the study of MQT and coherent states in a modified flux qubit with energy level depletion ΔЕ₀₁ ≈ 2⋅10⁻²³ J (ΔЕ₀₁/h ≈ ≈ 30 GHz). The state superposition properties in the two-well potential and the issues associated with quantum measurements of local curvature of qubits’ superposition energy levels are analyzed.