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通过 Rabi 振荡观测 Majorana 束缚态

介观与纳米尺度物理 2015-07-13 v1 超导电性

摘要

Rabi 振荡是一种纯量子现象,其中系统在微波激励下在两个量子能级间来回跃迁,当能级差与光子能量匹配时发生共振。迄今为止,已在各种量子系统中观察到 Rabi 振荡,特别是用于演示量子比特的量子相干性。在本工作中,我们探索了在近期被密集搜寻的容纳 elusive Majorana 束缚态 (MBSs) 的系统中的 Rabi 振荡。所提出的装置由量子点 (QD) 和超导量子干涉器件 (SQUID) 构成,其中引入处于拓扑态的具有自旋 - 轨道耦合的半导体纳米线以形成 Josephson 结。当通过交流栅极电压调节 QD 与 Josephson 结之间的耦合时,Rabi 振荡发生在由 QD 和 MBSs 形成的量子态之间,这使得通过感知 QD 上的电子占据来揭示 MBSs 的奇异性质成为可能。特别是,人们应该能够观察到 MBSs 独有的分数 Josephson 关系cos(πΦ/Φ0)\cos(\pi\Phi/\Phi_0),其中Φ\Phi为施加在 SQUID 中的磁通量,Φ0=hc/2e\Phi_0=hc/2e为磁通量子。该系统已通过解析 Floquet 定理和数值模拟进行了研究,结果吻合良好。

关键词

引用

@article{arxiv.1406.1429,
  title  = {Viewing Majorana Bound States by Rabi Oscillations},
  author = {Zhi Wang and Qi-Feng Liang and Dao-Xin Yao and Xiao Hu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1406.1429},
  year   = {2015}
}