Majorana 量子比特的拓扑保护

我们研究了涉及 Majorana 费米子的拓扑量子计算方案在热涨落下的稳定性。我们使用了无自旋 px+ipy 超导体的最小现实模型，并考虑了涡旋核中局域化的激发中间隙态以及体超导能隙以上的跃迁对准粒子编织、基于干涉的量子比特读出方案以及拓扑量子比特的量子相干性的影响。我们发现，中间隙态的热占据不影响绝热编织操作，但会导致干涉测量可见度的降低。我们还考虑了有限温度下拓扑量子比特的量子退相干，并计算了其衰减率，该衰减率与费米子宇称的变化相关，因此在远低于体激发能隙的温度下呈指数抑制。我们的结论是，基于 Majorana 的拓扑量子计算方案确实受到所存储信息的量子非定域性和体超导能隙存在的保护。