利用量子点读取马约拉纳束缚态对的宇称态
介观与纳米尺度物理
2016-10-19 v2 量子物理
摘要
我们从理论上研究了一种利用隧穿耦合量子点投影读取一对马约拉纳束缚态(MBS)宇称态的方案。该量子点耦合到拓扑线的一端但与任何库隔离，并通过电容耦合到用于测量的电荷传感器。MBS-量子点系统的总宇称守恒，且MBS与量子点之间的电荷转移仅通过共振隧穿发生。共振由通过局部栅极的量子点势以及由MBS对波函数重叠引起的MBS能量分裂控制。后一种分裂可通过栅极驱动的拓扑线缩短从零（拓扑保护区）调谐到有限值。模拟表明，MBS分裂的振荡性质并非读取的根本障碍，但需要对MBS空间位置和量子点势进行精确的栅极控制。利用实验可行的参数，我们发现若对MBS进行纳米级空间控制，则可实现高保真度宇称读取，并且在时间控制与空间控制所需的精度之间存在权衡。使用该方案测量MBS分裂随分离距离的变化将给出拓扑序的明确特征，并可用于测试该序对空间运动的鲁棒性，这是某些可扩展拓扑量子比特方案的关键要求。我们展示了如何扩展该方案以区分由于栅极校准误差导致的有效与无效宇称测量。
引用
@article{arxiv.1601.07506,
title = {Readout of Majorana parity states using a quantum dot},
author = {Kaveh Gharavi and Darryl Hoving and Jonathan Baugh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.07506},
year = {2016}
}
备注
3 figures; added two tables in updated version