設計と測定

uninterrupted section of a wire

• 純粋な超電導線部分の説明
• 超伝導量子ビットの設計において、回路のインダクタンスは重要なパラメータである。
• インダクタンスは2つの種類に分けられる。

Geometric inductance

Kinetic inductance

Josephson junctionのアレイ

• 非線形素子を線形素子の極限として扱うことができる。

interrupted section of a wire

• ジョセフソン接合部分の説明
  • 2つの超伝導体が誘電体の薄いレイヤーによって分離されている。
  • 1-10nmの厚さ（コヒーレンス長よりもはるかに短い）

ジョセフソン効果は、電子が絶縁体をトンネルして反対側に移動することで起こる。 トンネル効果はバリア厚さ$t$に対して指数関数的に減少する：

$$I_c = I_0 e^{-t/L}$$

ここで$L$はトンネル長で通常は0.1nm程度である。 そのため、誘電体のレイヤー厚さは1nmスケールで制御しないと、トンネル効果の影響が大きく変わってしまう。

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How to measure device?

基本

• 超伝導デバイスは冷却されていて、孤立させなければならない
• デバイスは外部系と接続されなければならない
• 制御はDC（直流？）とマイクロ波パルスによって行われる

測定方法

• Spectroscopy measurement（分光測定）
  • 簡単な方法らしい。
  • 周波数空間での情報を得るときに使う。
  • qubitのエネルギー準位差（$\ket{0}$と$\ket{1}$のエネルギー差？）を測定するのに使う。
• Time-domain measurement（時間領域測定）
  • ラビ振動を使う
  • コヒーレンス時間やゲート動作の情報を得る