一维费米子中拓扑保护简并的粒子数守恒理论
超导电性
2011-10-10 v2
摘要
邻近于超导体的半导体纳米线是寻找 Majorana 费米子和拓扑保护简并的有力候选者之一，这些简并最终可能被用作拓扑量子计算机的构建模块。邻近诱导超导系统中中性 Majorana 费米子的预言忽略了粒子数守恒，从而留下了一个概念性问题：在一个粒子数守恒系统中，对所有局部扰动都具有鲁棒性的拓扑简并是如何产生的。在本工作中，我们利用费米子的玻色化方法，研究了在准一维超流体中局部吸引相互作用如何产生拓扑基态近简并。局部吸引相互作用在奇数通道导线（具有多于一个通道）中打开了拓扑准粒子能隙，其端点 Majorana 模式与拓扑近简并相关联。我们显式地研究了拓扑简并对局部扰动的鲁棒性，发现此类局部扰动会导致量子相位滑移，从而将拓扑简并劈裂一定量；该量不随导线长度呈指数衰减，但如果通道数很大，它仍会迅速减小。因此，具有大量通道的体超导体对于真正的拓扑简并至关重要。
引用
@article{arxiv.1106.4014,
title = {A number conserving theory for topologically protected degeneracy in one-dimensional fermions},
author = {Jay D. Sau and B. I. Halperin and K. Flensberg and S. Das Sarma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1106.4014},
year = {2011}
}
备注
11 pages, 2 figures