Majorana岛中零模的指数保护

Majorana零模是凝聚态系统中的准粒子激发，已被提出作为容错量子计算的构建模块[1]。与费米子和玻色子的通常统计不同，它们预期展现非阿贝尔粒子统计，使得能够通过将孤立模相互编织来执行量子操作。只要这些模被钉扎在零能量附近，量子编织操作就具有拓扑保护性，并且预测当模空间分离时钉扎呈指数性。在理论方案之后，若干实验已在邻近耦合纳米线和原子链中识别出Majorana模的签名，其小的模分裂可能由Majorana杂化解释。在此，我们使用具有外延铝的InAs纳米线段中的库仑阻塞谱学，其形成邻近诱导的超导库仑岛（一个Majorana岛），并通过隧穿势垒与普通金属引线隔离，来测量近零能Majorana模的分裂。我们观察到随着线长增加能量分裂呈指数抑制。对于几百纳米的短器件，亚隙态能量随磁场变化而振荡，正如杂化Majorana模所预期。对于每半微米线长增加，分裂减小约十倍。对于长于约一微米的器件，强磁场中的输运通过一个与连续谱能量隔离的零能态发生，产生均匀间隔的库仑阻塞电导峰，与通过Majorana模的隐形传态一致。我们的结果有助于解释有限系统中的平庸-拓扑转变，并量化拓扑保护随端模分离标度。