改进马约拉纳量子比特并区分其与平庸束缚态的动力学方法

我们研究了一系列动力学协议，涉及周期驱动耦合到假定承载马约拉纳零模（MZMs）的纳米线的量子点，以 i) 减小 MZM 之间的杂化，ii) 针对 $1/f$ 退相干噪声与准粒子中毒改善马约拉纳量子比特的相干性，以及 iii) 提供区分安德烈耶夫束缚态（ABSs）与 MZMs 的确定性检验。这些协议基于 $draiding$（以高频重复地交换一对马约拉纳两次）的概念[1]。在此过程中，被交换的马约拉纳算符获得一个稳健的负号，使得哈密顿量中线性依赖于任一算符的项平均为零。所提出的四个协议通过将量子点耦合到纳米线端部来实现 draiding。它们用 Floquet 理论与数值模拟处理。当这些协议在由实验相关参数描述的纳米线上实施时，杂化能与退相干率如理论预期般降低了数个数量级。在此 Floquet 设定下计算的隧穿电导揭示了零偏压峰（ZBPs），其变得更集中于零电压偏压处。当这些协议实施于在 ZBP 测量中模仿 MZMs 的、支持 ABSs 的纳米线上时，量子比特相干性 $恶化$，这与纳米线支持 MZMs 且相干性大幅改善的情况形成鲜明对比，从而作为区分 MZMs 与平庸束缚态的动力学检验。