马约拉纳量子比特的读取

基于马约拉纳束缚态的拓扑量子计算方案严重依赖于对马约拉纳算符乘积进行投影测量的能力。此处,我们采用包含读out装置的马尔可夫量子测量理论来分析此类测量。具体而言,我们聚焦于通过量子点接触对隧穿耦合量子点进行连续电荷传感来读取马约拉纳量子比特。我们证明,在相当一般的情形下,马约拉纳乘积 $\prod_i\hat{\gamma}_i$ 的投影测量可通过连续电荷传感实现。基本要求是:涉及量子点电荷与所关注马约拉纳乘积的联合局域宇称 $\hat{\pi}$ 得以守恒,且联合宇称 $\hat{\pi}$ 的两个本征子空间产生可区分的测量信号。我们发现,量子比特读out可能不得不依赖于量子点接触电流的噪声关联测量。平均电流仅在参数精细调谐或存在弛豫过程时瞬时编码量子比特读out。我们还讨论了相应的测量与退相干时间,并考量了诸如残余马约拉纳杂化等不利于测量协议的过程。最后,我们强调 underlying 机制——我们称之为对称性保护读out——相当普遍,并对马约拉纳与非马约拉纳系统均有进一步启示。