双量子点中的宇称量子比特与简易马约拉纳束缚态

我们研究了一个通过公共超导引线连接的双量子点系统，并表明该系统可被调节为在每个量子点上容纳一个马约拉纳束缚态 (MBS)。我们称其为“简易马约拉纳束缚态” (poor man's Majorana bound states)，因为它们不受拓扑保护，但在其他方面共享拓扑超导体中形成的 MBS 的特性。我们描述了两个空间分离的 MBS 存在的条件，其中包括打破两个量子点中的自旋简并，且自旋极化方向不同。因此，我们提出使用一种磁场配置，其中两个量子点上的磁场方向形成一个角度。通过控制该角度，可以调节交叉安德烈夫反射和隧穿振幅使其近似相等，这是形成 MBS 的要求。我们表明，编码在两个马约拉纳费米子中的费米子态构成了一个宇称量子比特，它是非局域的，只能通过同时探测两个量子点来测量。使用 MBS 的多粒子基，我们讨论了相互作用的作用，并表明点间相互作用总是会解除简并。我们还展示了如何通过输运测量来探测 MBS，并讨论了如何结合多个此类双量子点系统来实现宇称量子比特的纠缠及其退相干时间的测量。