Nambisan, Ameya und Günzler, Simon und Rieger, Dennis und Gosling, Nicolas und Geisert, Simon und Carpentier, Victor und Zapata, Nicolas und Field, Mitchell und Milosevic, Milorad V. und Diaz Lopez, Carlos und Padurariu, Ciprian und Kubala, Björn Heiko und Ankerhold, Joachim und Wernsdorfer, Wolfgang und Spiecker, Martin und Pop, Ioan M. (2026) Quantum Coherence in Superconducting Vortex States. Nature (653), Seiten 63-67. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41586-026-10441-7. ISSN 0028-0836.
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- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41586-026-10441-7
Kurzfassung
A defining characteristic of superconductors is their tendency to expel magnetic fields, yet above a critical threshold, magnetic flux penetrates in discrete quanta carried by Abrikosov vortices. The superconducting gap is completely suppressed at the vortex core, rendering them dissipative, semi-classical entities that impact applications from high-current-density wires to quantum devices. Material disorder can drive a crossover to vortices that preserve an energy gap at the core, owing to intrinsic or emergent granularity on the scale of the coherence length. Although quantum vortex behaviour could emerge in this effective tunnel-junction regime, and signatures have been observed in diverse systems, coherent manipulation of vortex states has remained elusive. Here we present evidence that vortices trapped in granular superconducting films can behave as two-level systems, exhibiting microsecond-range quantum coherence and energy relaxation times that reach fractions of a millisecond. Using the tools of circuit quantum electrodynamics, we perform coherent manipulation and quantum non-demolition readout of vortex states in granular aluminium microwave resonators, heralding future directions for quantum information processing, materials characterization and sensing.
| elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/222320/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titel: | Quantum Coherence in Superconducting Vortex States | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autoren: |
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| Datum: | 6 Mai 2026 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erschienen in: | Nature | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1038/s41586-026-10441-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Seitenbereich: | Seiten 63-67 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verlag: | Nature Publishing Group | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 0028-0836 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stichwörter: | Magnetic properties and materials Quantum information Qubits Single photons and quantum effects Superconducting properties and materials | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programmthema: | Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Forschungsgebiet: | R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Quantencomputing-Hardwarekonzepte, R - Potential von synthetischen Apertur-Quantenradaren | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standort: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institute & Einrichtungen: | Institut für Quantentechnologien > Theoretische Quantenphysik | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt von: | Kubala, Björn Heiko | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt am: | 11 Mai 2026 10:13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Letzte Änderung: | 11 Mai 2026 10:13 |
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