基于 Floquet 拓扑边缘模式的量子计算

Floquet 拓扑物质已成为探索拓扑相丰富物理与变革性应用的一个令人兴奋的平台。作为 Floquet 对称保护拓扑（SPT）相的一个显著且近期被发现的特征，原则上一个简单的周期驱动系统可拥有任意数量的拓扑保护零边缘模式和 pi 边缘模式，其中 Majorana 零模和 Majorana pi 模为受粒子-空穴对称性保护的例子。本文倡导一条利用众多 Floquet SPT 边缘模式共存（这些模式在计算协议期间均具有平凡动力学相位）来实现全纯量子计算的新路径。作为支持这一宏大目标的有力证据，一个周期驱动的一维（1D）超导超晶格所承载的三对 Majorana 边缘模式，被证明足以编码两个逻辑量子比特、实现量子门操作，并通过绝热晶格形变执行两个简单量子算法。与早期基于拓扑量子线 Majorana 零模的量子计算研究相比，利用 Floquet SPT 相现在可显著节省资源。因此，本文期望能激发一系列关于 Floquet 拓扑物质在量子计算中潜力的未来研究。