基于Majorana纳米线网络的通用拓扑量子计算机物理架构

Maissam Barkeshli; Jay D. Sau

基于Majorana纳米线网络的通用拓扑量子计算机物理架构

介观与纳米尺度物理 2015-09-25 v1 强关联电子超导电性量子物理

作者: Maissam Barkeshli , Jay D. Sau

摘要

拓扑量子计算(TQC)的思想是利用拓扑有序物质的物理，以本质容错的方式存储和操控量子信息。当前，最具前景的拓扑量子比特平台之一是基于自旋轨道耦合超导纳米线中的Majorana费米子零模(MZMs)。然而，利用MZMs可实现的拓扑鲁棒操作可在经典计算机上高效模拟，因此不足以实现TQC的通用门集。在此，我们展示具有MZM边缘态的耦合半导体-超导纳米线阵列可用于实现一类更复杂的非阿贝尔缺陷：Ising $\times$ Ising拓扑态中的genon。这导致了缺失的拓扑保护 $\pi/8$ 相位门的可能实现，从而基于半导体-超导纳米线技术实现通用TQC。我们提供了相关能量尺度的详细数值估计，并证明其落在可及范围内。

关键词

拓扑量子计算 Majorana零模半导体-超导纳米线非阿贝尔缺陷 genon 通用量子门 Ising拓扑态

引用

@article{arxiv.1509.07135,
  title  = {Physical Architecture for a Universal Topological Quantum Computer based on a Network of Majorana Nanowires},
  author = {Maissam Barkeshli and Jay D. Sau},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1509.07135},
  year   = {2015}
}

备注

6 pages, 4 figures, 30 page Supplementary material

基于Majorana纳米线网络的通用拓扑量子计算机物理架构

摘要

关键词

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