Majorana 束缚态的微波控制耦合

我们提出以 Majorana 束缚态实现的量子比特的微波控制旋转。为此，我们研究了微波腔中的非均匀 Kitaev 链。该链由两个拓扑非平庸区域组成，中间由一个拓扑平庸的能隙区域隔开。左侧（右侧）区域与中心区域界面处的 Majorana 束缚态相互耦合，其能量因虚共隧穿过程而产生劈裂。这些共隧穿过程的幅度随能隙区域的格点数呈指数衰减，且衰减长度在拓扑平庸区域的能隙闭合时发散。我们证明，无论是经典电场还是量子化电场，微波辐射都能使 Majorana 束缚态之间的耦合呈指数级增强。通过数值求解相应的 Liouville 方程，我们表明微波可以在 Majorana 扇区驱动 Rabi 振荡。我们的模型可作为微波腔中拓扑半导体纳米线的有效描述。因此，我们的提议提供了一种实验上可行的途径，以实现使用 Majorana 量子比特进行通用量子计算所需的完全单量子比特控制。