論文の概要: Readout of Majorana Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.02124v2
- Date: Mon, 13 Apr 2020 08:52:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-26 08:31:39.896364
- Title: Readout of Majorana Qubits
- Title（参考訳）: Majorana Qubitsの読み出し
- Authors: Jacob F. Steiner and Felix von Oppen
- Abstract要約: 本稿では,トンネル結合量子ドットの連続電荷検出によるMajorana量子ビットの読み出しに着目した。
量子ビットの読み出しは、量子点-接触電流のノイズ相関を測定することに依存する可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Schemes for topological quantum computation with Majorana bound states rely
heavily on the ability to measure products of Majorana operators projectively.
Here, we employ Markovian quantum measurement theory, including the readout
device, to analyze such measurements. Specifically, we focus on the readout of
Majorana qubits via continuous charge sensing of a tunnel-coupled quantum dot
by a quantum point contact. We show that projective measurements of Majorana
products $\prod_i\hat{\gamma}_i$ can be implemented by continuous charge
sensing under quite general circumstances. Essential requirements are that a
combined local parity $\hat{\pi}$, involving the quantum dot charge along with
the Majorana product of interest, be conserved, and that the two eigenspaces of
the combined parity $\hat{\pi}$ generate distinguishable measurement signals.
We find that qubit readout may have to rely on measuring noise correlations of
the quantum-point-contact current. The average current encodes the qubit
readout only transiently for fine-tuned parameters or in the presence of
relaxation processes. We also discuss the corresponding measurement and
decoherence times and consider processes such as residual Majorana
hybridizations which are detrimental to the measurement protocol. Finally, we
emphasize that the underlying mechanism -- which we term symmetry-protected
readout -- is quite general and has further implications for both, Majorana and
non-Majorana systems.
- Abstract（参考訳）: マヨラナ境界状態を持つ位相量子計算のスキームは、マヨラナ作用素の積を射影的に測る能力に大きく依存する。
ここでは、読み出し装置を含むマルコフ量子測定理論を用いて、そのような測定を解析する。
具体的には,トンネル結合量子ドットの連続電荷センシングと量子点接触によるマヨラナ量子ビットの読み出しに注目した。
マヨラナ積の射影測度 $\prod_i\hat{\gamma}_i$ は、非常に一般的な状況下で連続電荷センシングによって実現できることを示す。
基本的要件は、量子ドット電荷とマヨラナ積とを結合した局所パリティ$\hat{\pi}$が保存され、結合されたパリティ$\hat{\pi}$の2つの固有空間が区別可能な測定信号を生成することである。
量子ビットの読み出しは、量子点-接触電流のノイズ相関を測定する必要がある。
平均電流は、微調整されたパラメータや緩和プロセスの存在下でのみ、キュービット読み出しを過渡的に符号化する。
また,対応する測定時間とデコヒーレンス時間について検討し,計測プロトコルに有害な残差マヨラナハイブリダイゼーションなどのプロセスについて考察する。
最後に、対称性保護された読み出しと呼ばれる基盤となるメカニズムは極めて一般的であり、マヨラナ系と非マヨラナ系の両方にさらなる意味を持つ。
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