論文の概要: A Platform for Braiding Majorana Modes with Magnetic Skyrmions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.10650v1
• Date: Wed, 19 Oct 2022 15:25:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-22 01:45:54.346273
• Title: A Platform for Braiding Majorana Modes with Magnetic Skyrmions
• Title（参考訳）: 磁気スカイミオンを用いたマヨラナモードのブレイディングプラットフォーム
• Authors: Shiva T. Konakanchi, Jukka I. V\"ayrynen, Yong P. Chen, Pramey Upadhyaya and Leonid P. Rokhinson
• Abstract要約: そこで我々は,Majoranaモードの初期化,ブレイディング,読み出しのための新しいプラットフォームとして,オンチップマイクロ波キャビティ・リードアウトを用いた磁気多層構造を提案する。 本手法は, 超伝導層や超伝導層に対して, 既往の選択肢で効果的に実現可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: After a decade of intense theoretical and experimental efforts, demonstrating braiding of Majorana modes remains an unsolved problem in condensed matter physics due to platform specific challenges. In this work, we propose topological superconductor -- magnetic multilayer heterostructures with on-chip microwave cavity readout as a novel platform for initializing, braiding and reading out Majorana modes. Stray fields from a skyrmion in the magnetic layers can nucleate a vortex in the topological superconducting layer. Such a vortex is known to host Majorana bound states at its core. Through analytical calculations within London and Thiele formalisms, and through micromagnetic simulations, we show that our nucleation and braiding scheme can be effectively realized with a variety of existing options for magnetic and superconducting layers. Further, we show that the coupling of the Majorana bound states to electric field of a resonator leads to an experimentally observable parity-dependent dispersive shift of the resonator frequency. Our work paves the way for realizing Majorana braiding in the near future.
• Abstract（参考訳）: 理論と実験的努力の10年間を経て、マヨラナモードのブレイディングの実証は、プラットフォーム固有の課題のため、凝縮物質物理学において未解決の問題である。 本研究では,Majoranaモードの初期化,ブレイディング,読み出しのための新しいプラットフォームとして,オンチップマイクロ波共振器を用いた磁気多層構造体を提案する。 磁性層中のスキャミオンからの成層場は、トポロジカル超伝導層内の渦を生成できる。 このような渦はマヨラナ境界状態の核をホストすることが知られている。 ロンドンとティーレのフォーマリズムにおける解析計算、およびマイクロマグネティックシミュレーションにより、我々の核生成とブレイディング方式は、磁気層と超伝導層の様々な選択肢で効果的に実現可能であることを示す。 さらに、共振器の電場に対するマヨラナ境界状態の結合は、共振器周波数のパリティ依存性分散シフトを実験的に観測可能であることを示す。 私たちの仕事は、近い将来マヨラナブレイディングを実現するための道を開く。

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