兩組物理學家首度測得約瑟夫森接面(Josephson junction)的電容(capacitance)，而他們所採用的方法可以用來測量量子電腦(quantum computer)中的量子位元(qbit)狀態，而不會干擾到量子狀態。 約瑟夫森接面是由兩個超導層中間夾著一層薄薄的絕緣層所組成，劍橋大學的Brian Josephson還在唸博士班時，預測了超導層中的庫伯對(Cooper pairs)可以穿透絕緣層，而仍保有超導性，因而贏得了1973年的諾貝爾獎。約瑟夫森接面除了被廣泛地應用於電子裝置如電路、記憶體和放大器之中，超導量子干涉裝置(Superconducting quantum interference devices, SQUID)也仰賴它去測量極小的磁場。 在古典範疇中，約瑟夫森接面的行為類似電感(inductance)，但理論學家在1980年代預測：如果它夠小，行為將類似電容器。日前這個現象已經由兩組物理學家不約而同在實驗中觀察到：他們是瑞典查默斯科技大學的Per Delsing等人，以及由Pertti Hakonen領導的芬蘭赫爾辛基科技大學及莫斯科蘭道理論物理研究所的研究小組。 瑞典團隊使用的是由兩個約瑟夫森接面串聯的組成的庫伯對電晶體(Cooper-pair transistor)(詳見Phys. Rev. Lett. 95, 206806)，赫爾辛基-莫斯科團隊則使用僅含一個約瑟夫森接面的庫伯盒(Cooper-pair box)(詳見Phys. Rev. Lett. 95, 206807)。 Delsing等人先將庫伯對電晶體嵌入共振線路中，然後降溫到毫凱(millikelvin)，並測量射頻訊號經線路反射後的相位變化，結果顯示此裝置的行為類似量子電容器。Hakonen等人使用的也是類似的技術，兩組人馬都發現實驗結果與理論預測如出一轍。 由於量子位元處於激發態與基態的電容符號相反，因此上述效應可以用來讀出量子位元。Hakonen等人確實已經使用此方法在不改變量子位元值的情況下讀取它。研究人員指出，未來約瑟夫森電容可能會被應用在大規模的量子電腦中，而約瑟夫森電感與電容的搭配使用，或取能讓科學家建造出新型的量子電子裝置。 原始網站: http://www.physicsweb.org/articles/9/11/13/1 譯者:施欣嵐(彰化師範大學物理系) --

※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 61.228.54.1