A feasible path for the use of ferromagnetic Josephson junctions in quantum circuits: the ferro-transmon

Анотація

Обговорюються можливості феромагнітних (F) джозефсонівських переходів (JJ) у різноманітних схемах і конфігураціях. Основна мета полягає в тому, щоб продемонструвати потенціал цих гібридних JJ для розкриття нової фізики та можливості їх інтеграції в надпровідну класичну та квантову електроніку для різноманітних застосувань. Реальний шлях до використання феромагнітних джозефсонівських переходів у квантових ланцюгах починається з експериментів, що демонструють макроскопічне квантове тунелювання в переходах NbN–GdN–NbN з бар’єрами із феромагнітного ізолятора та з триплетними компонентами надструму, що підтверджується самоузгодженою електродинамічною характеризацією, залежною від товщини бар’єра. Це спонукало до подальших досліджень тунельних феромагнітних переходів з іншою схемою та сприяло створенню першого покоління феромагнітних JJ на основі Al, зокрема Al/AlOx/Al/Py/Al. Ця схема використовує можливість інтегрувати феромагнітний шар у контакт без впливу на якість надпровідних електродів і тунельного бар’єра. Висока якість пристроїв відкриває шлях до можливої реалізації Al тунельноферомагнітних JJ у надпровідних квантових схемах. Ці досягнення сприяли ідеї нового типу кубіта, що містить феромагнітні JJ. Цей кубіт заснований на трансмонній конструкції, що містить тунельний JJ паралельно з феромагнітним JJ всередині петлі SQUID, із ємнісним зв’язком з надпровідним резонатором зчитування. Досліджено також вплив зовнішнього радіочастотного поля на процеси магнітного перемикання феромагнітних JJ