两组物理学家首度测得约瑟夫森接面(Josephson junction)的电容(capacitance)，而他们所采用的方法可以用来测量量子电脑(quantum computer)中的量子位元(qbit)状态，而不会干扰到量子状态。 约瑟夫森接面是由两个超导层中间夹着一层薄薄的绝缘层所组成，剑桥大学的Brian Josephson还在念博士班时，预测了超导层中的库伯对(Cooper pairs)可以穿透绝缘层，而仍保有超导性，因而赢得了1973年的诺贝尔奖。约瑟夫森接面除了被广泛地应用於电子装置如电路、记忆体和放大器之中，超导量子干涉装置(Superconducting quantum interference devices, SQUID)也仰赖它去测量极小的磁场。 在古典范畴中，约瑟夫森接面的行为类似电感(inductance)，但理论学家在1980年代预测：如果它够小，行为将类似电容器。日前这个现象已经由两组物理学家不约而同在实验中观察到：他们是瑞典查默斯科技大学的Per Delsing等人，以及由Pertti Hakonen领导的芬兰赫尔辛基科技大学及莫斯科兰道理论物理研究所的研究小组。 瑞典团队使用的是由两个约瑟夫森接面串联的组成的库伯对电晶体(Cooper-pair transistor)(详见Phys. Rev. Lett. 95, 206806)，赫尔辛基-莫斯科团队则使用仅含一个约瑟夫森接面的库伯盒(Cooper-pair box)(详见Phys. Rev. Lett. 95, 206807)。 Delsing等人先将库伯对电晶体嵌入共振线路中，然後降温到毫凯(millikelvin)，并测量射频讯号经线路反射後的相位变化，结果显示此装置的行为类似量子电容器。Hakonen等人使用的也是类似的技术，两组人马都发现实验结果与理论预测如出一辙。 由於量子位元处於激发态与基态的电容符号相反，因此上述效应可以用来读出量子位元。Hakonen等人确实已经使用此方法在不改变量子位元值的情况下读取它。研究人员指出，未来约瑟夫森电容可能会被应用在大规模的量子电脑中，而约瑟夫森电感与电容的搭配使用，或取能让科学家建造出新型的量子电子装置。 原始网站: http://www.physicsweb.org/articles/9/11/13/1 译者:施欣岚(彰化师范大学物理系) --

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