## [Jonction Josephson (Circuit Quantique)](/fr/node/51482) Définition Une jonction supraconductrice tunnel formée par deux supraconducteurs séparés par une barrière isolante mince autorisant le tunnel cohérent de paires de Cooper ; dans les circuits quantiques elle fournit un élément inductif non linéaire non dissipatif caractérisé par une énergie de Josephson et une relation courant-phase, permettant des dynamiques de circuit quantifiées et non linéaires. ## Principe Principe Le tunnel de paires de Cooper à travers la barrière produit un courant I = I_c sin(φ) et un terme d'énergie −E_J cos(φ) dans l'Hamiltonien du circuit ; la quantification des variables conjuguées (phase et charge) engendre des niveaux d'énergie discrets et un espacement anharmonique exploitable pour des états de qubit et des interactions non linéaires. ## Démonstration Démonstration Intégrer une jonction Josephson dans une résonateur supraconducteur pour former un qubit transmon : la non-linéarité de la jonction lève la dégénérescence entre les transitions |0⟩→|1⟩ et |1⟩→|2⟩, permettant d'adresser le sous-espace computationnel à deux niveaux avec des excitations micro-ondes. ## Mauvaise application Mauvaise application Modéliser la jonction comme un simple inducteur linéaire ou ignorer les mécanismes microscopiques de perte (quasiparticules, fluctuateurs à deux niveaux, pertes diélectriques), ce qui conduit à des prédictions trop optimistes de cohérence et de performance. ## Conséquence Conséquence Les jonctions Josephson fournissent la non-linéarité essentielle pour les qubits supraconducteurs, offrent une tunabilité lorsqu'elles sont intégrées dans des boucles SQUID et permettent des interactions paramétriques et des portes haute-fidélité lorsqu'elles sont correctement conçues et contrôlées. ## Inversion Inversion Remplacer la jonction par un élément inductif linéaire ou supprimer la barrière produit un oscillateur harmonique sans l'anharmonicité nécessaire pour l'opération de qubit, empêchant l'isolation d'un sous-espace à deux niveaux. ## Limite Limite Description valable à des températures bien inférieures au gap supraconducteur et pour des jonctions où les échelles d'énergie de charge et de phase justifient la quantification du circuit ; exclut le comportement classique macroscopique des jonctions au-delà des courants critiques ou dans des régimes dominés par une forte génération de quasiparticules. ## Tension sémantique Tension sémantique Tension entre traiter la jonction comme un élément circuit non linéaire lumpé (pratique et prédictif pour la conception de circuits) et comme un dispositif microscopique de tunnelage à plusieurs corps où l'environnement, les quasiparticules et les défauts microscopiques introduisent des corrections et des pertes. ## Synthèse Synthèse Une jonction Josephson dans un circuit quantique est la jonction tunnel microscopique dont le tunnel cohérent de paires de Cooper produit un terme d'énergie non linéaire non dissipatif qui, quantifié avec les capacités et inductances du circuit, donne le spectre d'énergie anharmonique et les interactions contrôlables utilisés pour construire des qubits supraconducteurs et des dispositifs paramétriques.