耦合 Majorana 箱系统中的量子输运

我们对耦合 Majorana 箱器件中的低能量子输运进行了理论分析。单个 Majorana 箱表示一个库仑阻塞的介观超导体，其邻近耦合了两个或更多长拓扑纳米线。因此该箱容纳至少四个 Majorana 零模（MZMs）。具有多个 Majorana 箱、且不同箱上的 MZMs 通过短纳米线段隧穿耦合的装置，是近期 Majorana 量子比特与码网络方案的关键组成部分。我们构建并研究了多端结的低能理论，其中正常引线通过引线-MZM 隧穿接触连接到耦合箱器件。此类装置中的输运实验可以检验基于 Majorana 系统的非定域性以及底层 Majorana 量子比特的完整性。对于单个箱，我们恢复了先前描述的拓扑 Kondo 效应，该效应可由纯玻色理论刻画。然而，对于多个耦合箱，不守恒的局域费米子宇称要求引入额外的局域 Pauli 算符集合。我们给出了重整化群分析，并发展了此类系统中量子输运的非微扰强耦合方法。我们的发现通过若干例子加以说明，包括一个环路量子比特器件和不同的双箱装置。