标题： 锗量子阱异质结构中的Gatemon量子比特 显示英文标题

标题： Gatemon qubit on a germanium quantum-well heterostructure

摘要： 门单子是一种超导量子比特，类似于转子，其约瑟夫森结由一个可由栅极调谐的半导体弱连接组成。 在此，我们报告了一种门单子器件，该器件以锗/硅锗异质结构上的铝微波电路为特色，其中嵌入了一个锗量子阱。 由于超导近邻效应，限制在这个阱中的高迁移率二维空穴气体会在两个铝接触之间提供一个栅极可调的超导弱连接。 我们进行了拉比振荡和拉姆齐干涉测量，展示了量子比特频率对栅极电压的依赖性，并测量了量子比特的非谐性。 我们发现弛豫时间 T$_{1}$最长可达 119 纳秒，拉姆齐相干时间 T$^{*}_{2}$最长可达 70 纳秒，且量子比特频率在 3.5 GHz 范围内可以被栅极调谐。 所报道的概念验证重复了最近一项工作的结果[Sagi 等人，自然通讯 15, 6400 (2024)]，使用类似的锗/硅锗异质结构，从而验证了门单子和偶数保护 cos(2$\phi$) 量子比特开发的一个新平台。 显示英文摘要

摘要： Gatemons are superconducting qubits resembling transmons, with a gate-tunable semiconducting weak link as the Josephson element. Here, we report a gatemon device featuring an aluminum microwave circuit on a Ge/SiGe heterostructure embedding a Ge quantum well. Owing to the superconducting proximity effect, the high-mobility two-dimensional hole gas confined in this well provides a gate-tunable superconducting weak link between two Al contacts. We perform Rabi oscillation and Ramsey interference measurements, demonstrate the gate-voltage dependence of the qubit frequency, and measure the qubit anharmonicity. We find relaxation times T$_{1}$ up to 119 ns, and Ramsey coherence times T$^{*}_{2}$ up to 70 ns, and a qubit frequency gate-tunable over 3.5 GHz. The reported proof-of-concept reproduces the results of a very recent work [Sagi et al., Nat. Commun. 15, 6400 (2024)] using similar Ge/SiGe heterostructures thereby validating a novel platform for the development of gatemons and parity-protected cos(2$\phi$) qubits.