拓扑超导与马约拉纳费米子导论

这篇短综述文章对拓扑超导体中马约拉纳费米子这一快速发展的研究领域进行了教学式介绍。我们首先详细讨论马约拉纳出现的最简单“玩具模型”，即Kitaev十多年前引入的p波超导体的一维紧束缚表示。然后我们一般性地介绍凝聚态系统中马约拉纳费米子的显著性质，如其固有的非局域性和奇异的交换统计，并解释为什么这些准粒子被认为特别适合低退相干量子信息处理。我们还讨论了利用强自旋-轨道耦合半导体与标准s波超导体近邻耦合并置于磁场中，从而创建拓扑超导体的实验上有前景（或许已成功实现）的可能性。目标是为刚进入该领域的实验学家或理论学家提供入门介绍，重点放在理解基本物理最重要的方面。文本应适用于具备量子力学和二次量子化基本知识的读者，不需要量子场论或拓扑物态的知识。