論文の概要: Unitary Symmetry-Protected Non-Abelian Statistics of Majorana Modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07844v2
• Date: Thu, 29 Oct 2020 16:28:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 00:14:53.827902
• Title: Unitary Symmetry-Protected Non-Abelian Statistics of Majorana Modes
• Title（参考訳）: マヨラナモードのユニタリ対称性保護非可換統計
• Authors: Jian-Song Hong, Ting-Fung Jeffrey Poon, Long Zhang, Xiong-Jun Liu
• Abstract要約: 単位対称性を保護したMZMをホストする2つの渦を編み取ると、総じて$N$独立セクターに還元されることを示す。 これはユニタリ対称性で保護された非アベリア統計である。 我々の研究は、Majoranaベースのトポロジカル量子計算の新しい経路を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0502751783060003
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Symmetry-protected topological superconductors (TSCs) can host multiple Majorana zero modes (MZMs) at their edges or vortex cores, while whether the Majorana braiding in such systems is non-Abelian in general remains an open question. Here we uncover in theory the unitary symmetry-protected non-Abelian statisitcs of MZMs and propose the experimental realization. We show that braiding two vortices with each hosting $N$ unitary symmetry-protected MZMs generically reduces to $N$ independent sectors, with each sector braiding two different Majorana modes. This renders the unitary symmetry-protected non-Abelian statistics. As a concrete example, we demonstrate the proposed non-Abelian statistics in a spin-triplet TSC which hosts two MZMs at each vortex and, interestingly, can be precisely mapped to a quantum anomalous Hall insulator. Thus the unitary symmetry-protected non-Abelian statistics can be verified in the latter insulating phase, with the application to realizing various topological quantum gates being studied. Finally, we propose a novel experimental scheme to realize the present study in an optical Raman lattice. Our work opens a new route for Majorana-based topological quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 対称性保護型トポロジカル超伝導体(TSCs)は、複数のマヨラナゼロモード(MZMs)をエッジまたは渦コアにホストすることができるが、マヨラナ系が一般に非アベリア系であるかどうかは未解決のままである。 ここでは、理論上、MZMのユニタリ対称性で保護された非アベリアスタティシックを発見し、実験的実現を提案する。 単位対称性保護MZMをホストする2つの渦を2つに分割すると、各セクターは2つの異なるマヨラナモードを持つ独立セクターが総じて$N$となる。 これはユニタリ対称性で保護された非アベリア統計である。 具体的には、各渦に2つのMZMをホストし、興味深いことに量子異常ホール絶縁体に正確にマッピングできるスピントリップTSCにおいて、提案された非アベリア統計を実証する。 したがって、ユニタリ対称性で保護された非アーベル統計は、様々な位相的量子ゲートの研究に応用され、後者の絶縁相で検証することができる。 最後に,光学ラマン格子を用いた新しい実験手法を提案する。 我々の研究は、Majoranaベースのトポロジカル量子計算の新しい経路を開く。

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