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Theory of macroscopic quantum tunneling in high-T-c cuprate

机译：高T-c铜酸盐中的宏观量子隧穿理论

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To reveal macroscopic quantum tunneling (MQT) in high-T-c superconductor Josephson junctions is an important issue since there is a possibility to fabricate a superconducting quantum bit by use of high T-c junctions. Using the functional integral and the instanton theory, we analytically obtain the MQT rate (the inverse lifetime of the metastable state) for the c-axis twist Josephson junctions. In the case of the zero twist angle, the system shows the super-Ohmic dissipation due to the presence of the nodal quasiparticle tunneling. Therefore, the MQT rate is suppressed compared with the finite twist angle cases. Furthermore, the effect of the zero energy bound states (ZES) on the MQT in the in-plane junctions is theoretically investigated. We obtained the analytical formula of the MQT rate and showed that the presence of the ZES at the normal/superconductor interface leads to a strong Ohmic quasiparticle dissipation. Therefore, the MQT rate is noticeably inhibited compared with the c-axis junctions in which the ZES are completely absent. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：揭示高T-c超导体约瑟夫森结中的宏观量子隧穿（MQT）是一个重要的问题，因为有可能通过使用高T-c结来制造超导量子位。使用函数积分和瞬时子理论，我们可以分析出c轴扭曲约瑟夫森结的MQT速率（亚稳态的逆寿命）。在零扭转角的情况下，由于存在节点准粒子隧穿，系统显示出超欧姆耗散。因此，与有限扭转角情况相比，MQT速率得到了抑制。此外，理论上研究了零能量束缚态（ZES）对平面内结的MQT的影响。我们获得了MQT速率的解析公式，并表明ZES在正常/超导体界面处的存在会导致强烈的欧姆准粒子耗散。因此，与ZES完全不存在的c轴接合处相比，MQT速率受到明显​​抑制。 （c）2006 Elsevier B.V.保留所有权利。

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