Выпуск 4, 2024

И. А. Терещенко$^{1,2}$

В работе исследована динамика квантовых состояний джозефсоновской сверхпроводящей наносистемы под действием различных неклассических полей. Такое рассмотрение перспективно с точки зрения разработки методов управления свойствами рассматриваемых систем и их использования в наноэлектронике, а также для разработки квантовых логических протоколов. В работе проведено теоретическое моделирование работы планарных схем на основе джозефсоновских сверхпроводящих наноструктур за рамками линейного режима, а также разработаны методы управления квантовыми состояниями более высокой размерности в таких системах. В качестве примера джозефсоновской наноструктуры рассматривается кубит-трансмон, выполненный на основе наноразмерного сверхпроводящего джозефсоновского контакта, собственные состояния которого могут быть описаны в рамках модели квантового ангармонического осциллятора и анализируются в терминах бозонных лестничных операторов рождения и уничтожения возбуждения. Выявлены особенности динамики возбуждения таких структур, обусловленные Керровской нелинейностью джозефсоновской подсистемы. Показано формирование состояний с различными свойствами, возникающих в процессе динамики за счет эффектов нелинейной фазовой модуляции. Продемонстрирована возможность существенного подавления шумов в системе ниже уровня дробового шума. Обнаружена возможность управлять возбуждением состояний джозефсоновской подсистемы за счет варьирования параметров нелинейности и частотной отстройки. Выявлен эффект установления энергетического баланса между подсистемами за счет наличия Керровской нелинейности.