Decoherence in Josephson qubits due to charge and spin fluctuators
Decoherence in Josephson qubits due to charge and spin fluctuators
批准号:
255576543
负责人:
Professor Dr. Gerd Schön
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Research Grants
财政年份:
2014
资助国家:
德国
项目状态:
已结题
起止时间:
2013-12-31 至 2017-12-31
中文摘要
量子电路的相干控制水平,特别是约瑟夫森结,在过去十年中有了很大的进步。退相干的主要来源已被识别和/或抑制通过仔细的电路工程手段。因此,约瑟夫森量子比特(量子位)的相干时间通常达到数十甚至数百微秒。其余的噪声源很细微。它们大多与用于器件的材料的性质或电路环境中无法达到热平衡有关。研究这些影响是本提案的主要主题。我们的目标是双重的。一方面,我们希望为进一步提高量子电路的相干时间的目标做出贡献。另一方面,我们的目标是更好地理解材料特性,由于量子比特技术的进步,这变得容易实现。具体来说,我们将研究:(i) Josephson结中两能级系统(TLS)的性质及其在介电损耗、电荷噪声和临界电流噪声中的特征。我们将研究由于与TLS耦合而引起的量子比特弛豫机制以及TLS在固态环境下的本征耗散机制。我们还将研究TSL之间相互作用的影响。结合约瑟夫森量子比特在噪声光谱方面的最新进展,我们希望能够促进对TLS微观性质的理解。(ii)顺磁自旋对表面和界面的影响。它们似乎是造成观测到的磁通量1/f噪声的原因。我们将研究自旋扩散、自旋阻尼和自旋玻璃物理的相互作用。目的是了解磁通噪声的统计特性,即1/f类功率谱的频率和温度依赖性以及非高斯特性(噪声的噪声)。
英文摘要
The level of coherent control of quantum circuits in general and Josephson junctions in particular has advanced greatly in the last decade. Major sources of decoherence have been identified and/or suppressed by means of careful circuit engineering. As a consequence, the coherence times of Josephson quantum bits (qubits) reach routinely tens to even hundreds of microseconds. The remaining sources of noise are subtle. They are mostly related to properties of the materials used for the devices or to the failure to reach thermal equilibrium in the circuit surroundings. Investigation of these effects is the main subject of the present proposal. Our aims are twofold. On one hand, we want to contribute to the goal of further enhancing the coherence times of quantum circuits. On the other hand, we aim at a better understanding of material properties, which became accessible due to the advances in qubit technology. Specifically we are going to investigate: (i) The properties of two-level systems (TLS) in Josephson junctions and their signatures in dielectric losses, charge noise, and critical current noise. We will study the mechanisms of qubit relaxation due to the coupling to the TLS and those of the intrinsic dissipation of the TLS in the solid state environment. We will also investigate the effects of interactions between the TSL. In combination with the recent advances in noise spectroscopy with Josephson qubits we hope to be able to advance the understanding of the microscopic nature of the TLS.(ii) The effects of paramagnetic spins on surfaces and interfaces. They appear to be responsible for the observed 1/f noise of the magnetic flux. We will study the interplay of spin-diffusion, spin damping, and spin glass physics. The aim is to understand the statistical properties of the magnetic flux noise, i.e., the frequency and temperature dependence of the 1/f-like power spectrum as well as the non-Gaussian properties (noise of noise).
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DOI:
10.1088/2058-9565/aad5ba
发表时间:
2018-04
期刊:
Quantum Science and Technology
影响因子:
6.7
作者:
[Jan-Michael Reiner;S. Zanker;I. Schwenk;J. Leppäkangas;F. Wilhelm-Mauch;G. Schön;M. Marthaler]
通讯作者:
Jan-Michael Reiner;S. Zanker;I. Schwenk;J. Leppäkangas;F. Wilhelm-Mauch;G. Schön;M. Marthaler
DOI:
10.1103/physrevb.95.241409
发表时间:
2017
期刊:
Physical Review B
影响因子:
3.7
作者:
[S. Matityahu, J. Lisenfeld, A. Bilmes, A. Shnirman, G. Weiss, A. V. Ustinov, M. Schechter]
通讯作者:
M. Schechter
Qubit dephasing due to quasiparticle tunneling
准粒子隧道效应引起的量子位相移
DOI:
10.1103/physrevb.91.174504
发表时间:
2015
期刊:
Physical Review B
影响因子:
3.7
作者:
[S. Zanker, M. Marthaler]
通讯作者:
M. Marthaler
Transport signatures of a Majorana qubit and read-out-induced dephasing
马约拉纳量子位的传输签名和读出引起的相移
DOI:
10.1088/1367-2630/ab1431
发表时间:
2019-01
期刊:
New Journal of Physics
影响因子:
3.3
作者:
[Qin Lupei, Li Xin Qi, Shnirman Alex, er, Schoen Gerd]
通讯作者:
Schoen Gerd
DOI:
10.1103/physrevb.93.134208
发表时间:
2016-02
期刊:
Physical Review B
影响因子:
3.7
作者:
[S. Matityahu;A. Shnirman;G. Schon;M. Schechter]
通讯作者:
S. Matityahu;A. Shnirman;G. Schon;M. Schechter
共 8 条
Fluctuations and Correlations in Semiconductor Spintronics
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批准号:94717163
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2008
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负责人:Professor Dr. Gerd Schön
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依托单位:
Effects of spin-orbit interaction and geometric phases on quantum coherent spin transport and spin manipulations in semiconductor quantum dots and devices
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批准号:40936419
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项目类别:Priority Programmes
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2007
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负责人:Professor Dr. Gerd Schön
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依托单位:
Quanten-Informationsverarbeitung in mesoskopischen Systemen
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批准号:5179876
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项目类别:Priority Programmes
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资助金额:$0.0万
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财政年份:1999
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负责人:Professor Dr. Gerd Schön
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依托单位:
国内基金
海外基金
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L évy分布电流波动影响下Josephson结
的非平衡随机动力学研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:袁胜兰
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依托单位:
双螺旋DNA分子Josephson异质结中Majorana零模的编织和操作
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:
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依托单位:
非均匀铁磁/超导异质结中的反常自旋阀效应和Josephson效应研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:62万元
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批准年份:2021
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负责人:孟豪
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依托单位:
基于高阶外尔半金属的Josephson效应的理论研究
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批准号:12104183
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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负责人:张树峰
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依托单位:
低维拓扑超导Josephson结的多重Andreev反射研究
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批准号:11904257
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2019
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负责人:吕博
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依托单位:
外场调控下类碳单层材料的Josephson效应研究
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批准号:11804167
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2018
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负责人:周兴飞
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依托单位:
介观Josephson结及双带超导体中涡旋物质和磁通周期性研究
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批准号:61371020
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项目类别:面上项目
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资助金额:72.0万元
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批准年份:2013
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负责人:査国桥
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依托单位:
二维阻挫Josephson结阵列电流驱动和热驱动的涡旋动力学研究
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批准号:11147113
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:5.0万元
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批准年份:2011
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负责人:刘焕
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依托单位:
石墨层上自旋三重态的p波超导体Josephson结的理论研究
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批准号:11074088
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项目类别:面上项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2010
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负责人:李晓薇
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依托单位:
二维Josephson结阵列中磁通量子棘齿效应的研究
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批准号:10804098
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2008
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负责人:聂青苗
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依托单位: