量子计算改进型可扩展设计的蒙特卡洛研究

作为拓扑量子计算的基石，马约拉纳零模（MZMs）近年来备受关注。带有MZMs的可扩展介观岛设计在量子信息处理中展现出巨大潜力。然而，这些系统易受准粒子中毒影响，从而引发各类破宇称错误。为解决此问题，我们利用栅极可调阀与非拓扑骨架对介观岛进行了改进。我们研究了这些与局域玻色及费米热浴耦合的改进岛上的马约拉纳量子比特寿命。我们考虑了破宇称与保宇称两类错误，并提出了一种宇称校正方案。借助Jordan-Wigner变换，我们分析了逻辑X与Y错误的概率。该开放量子系统由Pauli主方程描述，并采用标准蒙特卡洛模拟来观察实施宇称校正方案时系统的行为。结果表明：(1)我们的宇称校正方案对大多数破宇称错误有效；(2)在达到阈值前，量子比特寿命随岛尺寸增大而受益；(3)非拓扑骨架上需有小的化学势 $\mu$ 且拓扑体段的配对势 $\Delta$ 需精细调节，方能获得高正确概率。我们的结果为破宇称错误提供了一种有效的纠错方案。