物理：超伝導準粒子に起因する電磁散逸のコヒーレント抑制

ジョセフソン接合は、超伝導体では電磁気的シグナルが低損失で伝搬するため、マイクロ波周波数の広帯域で作動する、量子メモリー、増幅器、検出器、高速処理ユニット用の理想的な構成要素となる。それにもかかわらず、超伝導線における輸送は直流に対しては完全に無損失であるが、高周波数シグナルの輸送は、超伝導ギャップより上への準粒子励起が存在する場合、散逸的になり得る。さらに、このジョセフソン接合における散逸の厳密な機構は、実験により完全に解明されたわけではない。特に、接合をまたぐ位相差がπのとき、この接合を通る輸送において準粒子散逸がなくなるはずであるとするジョセフソンの重要な理論予測は、いまだ観測されていない。この捉え難い効果は、電子型と正孔型の準粒子が関与する2つの独立した散逸チャネルの破壊的干渉から生じるとして理解できる。本論文では、このジョセフソン接合を横切る準粒子散逸の量子コヒーレント抑制を、実験的に観測した結果を報告する。接合を横切る平均位相バイアスを、πを通過して掃引したとき、超伝導人工原子のエネルギー緩和時間が1桁以上長くなることが測定された。この注目すべき散逸の抑制から、超伝導ギャップより上への、損失を生じる準粒子励起が存在するにもかかわらず、量子電子系のデコヒーレンスを最小にする強力な手段が得られ、また超伝導量子ビットによる量子情報実験にこの抑制を直接利用できる可能性がある。

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