Majorana Josephson 结几何结构的贪婪优化

具有自旋轨道耦合的二维电子气中的 Josephson 结是实现拓扑超导的有力候选。尽管已知结的几何形状强烈影响拓扑能隙的大小，但如何构造最优几何形状的问题仍未被探索。我们引入一种贪婪数值算法来优化 Majorana 结的形状。该算法的核心依赖于微扰理论且极易并行，这使其能高效探索设计空间。通过在结哈密顿量中引入随机变化，我们避免几何形状对特定系统参数的过拟合。此外，我们通过应用图像滤波和制备分辨率约束来限制优化器生成平滑的几何形状。我们在多种设置下运行该算法，发现它能可靠地产生在较大参数范围内具有增大拓扑能隙的几何形状。结果对优化起点变化和存在无序的情况均具有鲁棒性，这表明该优化器能够找到全局最大值。