用于容错量子计算的 Majorana 费米子表面码的物理实现

我们利用 Josephson 耦合的拓扑超导岛阵列，提出了一个实现 $Z_{2}$ 拓扑序的相互作用 Majorana 费米子交换哈密顿量的物理实现。所需的多体相互作用哈密顿量是由超导岛上的充电能诱导的量子相位滑移与电子隧穿相结合而自然产生的。我们的装置改进了最近提出的一项实现 Majorana 费米子表面码 [1] 的方案，这是一种容错量子计算的“混合”方法，它结合了 (1) 具有拓扑有序基态的稳定子哈密顿量的工程化，与 (2) 用于实现纠错和通用逻辑门集的投影稳定子测量。与传统的表面码架构相比，我们的混合策略在错误抑制和单步稳定子测量方面具有优势，并且广泛适用于实现用于量子计算的稳定子码。