초전도 큐비트 (Superconducting Qubit) 편집하기 (부분)

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= 기본 원리 =

[[File:기술백서 전체수정_37_trimmed.jpg|none|thumb|700px|

그림 2. 조셉슨 접합의 모식도 (좌) (참고문헌<ref name="You2011">You, J. Q. & Nori, F. Atomic physics and quantum optics using superconducting circuits. Nature '''474''', 589-597 (2011).doi:10.1038/nature10122. </ref>을 재구성함)와 현미경 관찰 사진 (우)<ref name = "azom">https://www.azom.com/equipment-details.aspx?EquipID=6245</ref>.
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[[File:기술백서 전체수정_38_trimmed.jpg|none|thumb|700px|그림 3. LC 조화 진동자 (좌)와 조셉슨 접합을 사용한 비조화 진동자 (우)의 회로도 및 에너지 준위<ref name = "Krantz2019"/>
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초전도 현상은 저온에서 물질의 전기 저항이 갑자기 사라지는 현상으로 고전적인 전자기학으로는 설명이 불가능한 양자 역학적 현상이다. 초전도 현상에 대한 많은 연구가 이루어져 왔으며, 초전도 현상이 일어나면 쿠퍼 쌍(Cooper pair)으로 알려진 전자 쌍이 단일 전자를 대신해 기본 전하 수용체가 된다. 이 때 쿠퍼 쌍 전자 두 개의 스핀이 합쳐져 정수 스핀을 가지게 되는 보손이기 때문에 저온에서는 같은 양자 상태를 점유하는 보즈-아인슈타인 응축 현상(Bose-Einstein condensation)이 나타난다.

초전도체 관련 연구에서 가장 중요한 발견 중 하나는 바로 조셉슨 접합(Josephson Junction)의 발견이다. 조셉슨 접합은 두 초전도체 사이에 얇은 절연체를 끼워 넣은 소자이다. 절연체의 두께가 얇기 때문에 양쪽의 두 초전도체는 양자 터널링 효과에 의해 약하게 커플링(coupling)된다. 또한 두 초전도체는 직접적으로 접해 있지 않으므로 각 부분의 파동 함수는 위상 차이를 가지게 되며, 이는 결과적으로 비선형적인 인덕턴스를 생성한다. 이러한 비선형성은 초전도 큐비트를 형성하는 데 필수적인 비조화적 진동자를 디자인하는 데 활용된다.

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