Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

JOSEPHSON QUBITEK Josephson effektus dióhéjban Töltés, fluxus, fázis, transzmon qubitek Kontrol és kiolvasás Alapanyag: szupravezető aluminium (1.2 K alatt),

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "JOSEPHSON QUBITEK Josephson effektus dióhéjban Töltés, fluxus, fázis, transzmon qubitek Kontrol és kiolvasás Alapanyag: szupravezető aluminium (1.2 K alatt),"— Előadás másolata:

1 JOSEPHSON QUBITEK Josephson effektus dióhéjban Töltés, fluxus, fázis, transzmon qubitek Kontrol és kiolvasás Alapanyag: szupravezető aluminium (1.2 K alatt), megszakítva 1 nm-es oxid rétegekkel Preparálás: e-nyaláb litográfiával és in-situ oxidációval

2 “Különösen érdekes kérdés, hogy egy átmenet két szupravezető között szupravezetőként viselkedik-e” 1926 Albert Einstein Alagutazó szupraáram feszültségesés nélkül: JOSEPHSON - EFFEKTUS 1962 ami alagutazik, az egy COOPER-PÁR, amit két összekötött elektron alkot. I V 1 2 (Josephson-egyenletek)

3 A fő alkalmazás: SQUID Superconducting QUantum Interference Device ezzel mérhetünk gyenge mágneses tereket fázisváltozásokból nem folyik áram a szupravezető belsejében A Föld mágneses terének 1 %-a egy mm-es körben (Feynmann)

4 C R I Árammal előfeszített Josephson-átmenet C: az átmenet kapacitása R : ohmos átvezetés (az összes csillapítás helyett: kis csillapítás – nagy R ) Kontrollálható: áram, feszültség, mágneses fluxus mosódeszka-potenciál fix I árammal:

5 Árammal előfeszített Josephson-átmenet C: az átmenet kapacitása : koordináta : impulzus mosódeszka-potenciál C R I Felejtsük el az ohmos csillapítást …

6 n az átalagutazott Cooper-párok száma: akkor hasznos, ha a sajátállapotai elkülönítve preparálhatók alagutazás 1-ből 2-be: a töltés és a fázis komplementer változók: ha az egyik robusztus, a másik fluktuáló Eddig n és φ „klasszikus” változók. Kvantálás?

7 „offset töltés” Amivel n diszkrétté tehető, az a COULOMB-BLOKÁD! szupravezető oxid Cooper-pár doboz V g V g V g C C g: gate (kapu)

8 energiaskálák: az elfajulási pontoknál hibrid kvantumállapotok: A QUBIT ÁLLAPOTOK! V n= g

9 A qubit működés első tesztje: Induljunk az n=0 állapotból, és gyors feszültség-impulzussal jussunk el az elfajulási pontig: ott a rendszer OSZCILLÁLNI kezd a + és állapotok között - Nakamura, Pashkin, Tsai: Nature 398, 786 (1999) Cooper- pár doboz

10 A mezoszkopikus rendszereknek kicsi a kapacitásuk és az Induktivitásuk: Az, hogy nem történik más, mint Cooper-pár alagutazás, akkor igaz, ha << Δ (a szupravezető gap: néhány K)

11 (kicsi!) : a fluxus - qubit (nagy!) : a töltés - qubit

12 FÁZIS-QUBIT 2002 ω pulzusok: forgatás, ω : kiolvasás árammal előfeszítve erősen anharmonikus oszcillátorrá („PLAZMAREZGÉS” ~ LC kör rezgése) Két metastabil állapot (0,1) és egy instabil (2) Nem csak szintkeresztezéssel lehet qubitet találni! Más „sweet spot”:

13 kontroll kiolvasás TRANSZMON transmission line (mikrohullámú rezonátor) itt a Josephson Kicsi antenna Phys. Rev. A 86, (2012) A rezonátor leárnyékolja az energia kapacitív részét: a Josephson-alagutazás dominál, érzéketlen a szilárd alkatrészek töltés-zajára: kis csillapítás!

14 THE READOUT PROBLEM of solid-state quantum devices: reading the state of a qubit is a quantum measurement, which disturbs the state of the qubit, therefore it should be OFF if not used. However, even if off, the measuring apparatus remains there, and causes decoherence! For a charge qubit, the measuring apparatus is a quantum dot or a point contact For a flux qubit, it is a SQUID

15 There are more fancy combinations, combining charge and flux qubit elements and readout devices …

16

17

18 Összefoglalás A Josephson effektust többféle áramkörben lehet qubitek kialakítására használni: 1.töltés (Cooper-pár doboz) 2.fluxus 3.fázis 4.transzmon … qubit műveletek végezhetők és az eredményük kiolvasható lényeges a zajtól védett konstrukció keresése


Letölteni ppt "JOSEPHSON QUBITEK Josephson effektus dióhéjban Töltés, fluxus, fázis, transzmon qubitek Kontrol és kiolvasás Alapanyag: szupravezető aluminium (1.2 K alatt),"

Hasonló előadás


Google Hirdetések