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Theoretical proposal for superconducting spin qubits

机译：超导自旋量子位的理论建议

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We propose and theoretically investigate superconducting spin qubits. Superconducting spin qubit consists of a single spin confined in a Josephson junction. We show that owing to spin-orbit interaction, superconducting phase difference across the junction can polarize this spin. We demonstrate that this enables single-qubit operations and more complicated quantum gates, where spins of different qubits interact via a mutual inductance of the superconducting loop where the junctions are embedded. Recent experimental realizations of Josephson junctions made of semiconductor quantum dots in contact with superconducting leads have shown that the number of electrons in the quantum dot can be tuned by a gate voltage. Superconducting spin qubit is realized when the number of electrons is odd. We discuss the qubit properties at phenomenoiogicai level. We present a microscopic theory that enables us to make accurate estimations of the qubit parameters by evaluating the spin-dependent Josephson energy in the framework of fourth-order perturbation theory.
机译：我们提出并在理论上研究超导自旋量子位。超导自旋量子位由限制在约瑟夫森结中的单个自旋组成。我们表明，由于自旋轨道相互作用，跨结的超导相差可使该自旋极化。我们证明了这可以实现单量子位操作和更复杂的量子门，其中不同量子位的自旋通过嵌入结的超导环的互感相互作用。由与超导引线接触的半导体量子点制成的约瑟夫逊结的最新实验实现表明，量子点中的电子数量可以通过栅极电压来调节。当电子数为奇数时，可实现超导自旋量子比特。我们讨论了phenomenoiogicai水平上的量子位性质。我们提出了一种微观理论，该理论使我们能够通过在四阶微扰理论的框架中评估自旋相关的约瑟夫森能量来对量子位参数进行准确的估计。

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