Когерентное подавление диссипации электромагнитных волн благодаря сверхпроводящим квазичастицам
Тем не менее, хотя транспорт в сверхпроводящих проводах при постоянном токе является бездиссипативным, прохождение радиочастотных сигналов может сопровождаться их затуханием вследствие наличия квазичастичных возбуждений выше сверхпроводящей щели. Более того, этот диссипационный механизм не удавалось в полной мере наблюдать экспериментально до последнего времени. В частности, не находило экспериментального подтверждения основное предположение Джозефсона о том, что такое квазичастичное затухание должно исчезать при транспорте через переход, когда разность фаз сверхпроводников равна π. Природа этого тонкого эффекта заключается в деструктивной интерференции двух каналов диссипации, относящихся к электроно- и дырочноподобным квазичастицам соответственно. В работе американо-германской группы ученых [1] приведено экспериментальное подтверждение этого квантового когерентного подавления диссипации на квазичастицах в джозефсоновском переходе. В частности, учеными продемонстрировано, что при достижении средней разности сверхпроводящих фаз значения π время релаксации энергии сверхпроводящего дота увеличивается более чем на порядок. Такое поразительное подавление диссипации, несмотря на присутствие квазичастичных возбуждений выше сверхпроводящей щели, по мнению авторов, дает возможность для минимизации явлений декогерентизации в квантовых электронных системах и может быть использовано в экспериментах со сверхпроводящими битами по передаче и обработке квантовой информации.
a) релаксация кубита через квазичастичные каналы; b) схема исследуемого фазового кубита; c) зависимость времени релаксации кубита от внешнего магнитного потока, которой определяет разность сверхпроводящих фаз. Видно, что потери за счет квазичастичных возбуждений подавляются, когда нормированный флакс достигает значения 0,5.
Источник информации:
[1] I.M. Pop, K. Geerlings, G. Catelani, et al., Nature 508, 369 (2014).