基于 Majorana 的拓扑量子比特中的错误产生与传播

我们研究由一个非拓扑结分隔的两根 p 波超导导线构成的拓扑存储器件的动力学演化，重点关注由非绝热性引起的初级错误（即量子比特丢失）与次级错误（比特翻转与相位翻转）。关于量子比特丢失问题，我们考察了系统对周期边界驱动与 Majorana 束缚态刻意穿梭的响应。在前一情形中，我们展示了量子比特丢失的频率依赖速率与导线边缘的局域态密度强相关，这一事实可使具有更大能隙的系统更易受高频噪声影响。在第二类情形中，我们确认了先前关于超绝热性与临界速度的预言，但未发现边缘边界的协调运动能减少量子比特丢失的证据。我们对次级比特翻转错误的分析表明，该错误通道开启的必要条件是非绝热性同时发生于两根导线且存在导线间隧穿。我们还展示了如何通过使两根导线的中心区域无序化来最小化此类过程。最后，我们确定了一个相位翻转错误的通道，其可由具有体激发的态之间能量不匹配引起。在此考虑的非相互作用系统中，该错误系统性地抵消了由量子比特子空间有限尺寸分裂所导致的预期相位旋转。