Мера полного магнитного поля, проходящего через поверхность, центральная для работы сверхпроводящих кубитов.Магнитный поток — это мера полного магнитного поля, проходящего через данную площадь поверхности. Это фундаментальное понятие в электромагнетизме, количественно описывающее, насколько сильно линии магнитного поля пронизывают поверхность. В квантовой физике магнитный поток играет ключевую роль в таких явлениях, как сверхпроводимость и работа сверхпроводящих кубитов, где квантование потока приводит к дискретным уровням энергии.
Концепция магнитного потока была разработана в XIX веке, когда закон индукции Майкла Фарадея связал изменения потока с индуцированной электродвижущей силой. Квантование потока в сверхпроводниках было предсказано Фрицем Лондоном в 1950 году и экспериментально подтверждено в 1961 году.
Математически магнитный поток равен произведению напряжённости магнитного поля и площади, через которую он проходит, с учётом угла между полем и нормалью к поверхности. В сверхпроводниках магнитный поток квантуется в единицах кванта потока, то есть может принимать только дискретные значения. Это квантование возникает из требования однозначности сверхпроводящей волновой функции, что приводит к образованию вихрей, несущих целые кратные кванта потока.
Магнитный поток является центральным в проектировании сверхпроводящих кубитов, где состояние кубита контролируется приложением точных значений магнитного потока, а также в магнитных датчиках и трансформаторах.
В сверхпроводящих цепях магнитный поток может быть «захвачен» в петлях, и заголовок «Металл запирает магнитный поток» подчёркивает, как некоторые металлы могут запирать поток, что является ключевым эффектом для квантовой памяти.
| \Delta Q | переменная | Накопленное изменение заряда в сверхпроводнике — электрический заряд Кл |
| \Delta \Phi | переменная | Изменение магнитного потока через сверхпроводящий контур — магнитный поток Вб |
| \nu | переменная | Фактор заполнения (целый или дробный) состояния с квантовым эффектом Холла — безразмерный |
| e | константа | Величина электрического заряда отдельного электрона или протона — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
| \Phi_0 | константа | Сверхпроводящий квант потока, h/(2e), фундаментальная единица магнитного потока в сверхпроводнике — квант магнитного потока = 2.067833848e-15 Вб |
| Φ_0 | переменная | Квант магнитного потока — магнитный поток Вб |
| h | константа | Постоянная Планка, фундаментальный квант действия — постоянная Планка = 6.62607015e-34 Дж·с |
| e | константа | Элементарный заряд, величина заряда одного электрона — элементарный заряд = 1.602176634e-19 Кл |
