論文の概要: On the conclusive detection of Majorana zero modes: conductance
spectroscopy, disconnected entanglement entropy and the fermion parity noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.03837v1
- Date: Tue, 7 Mar 2023 12:05:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 15:31:57.379682
- Title: On the conclusive detection of Majorana zero modes: conductance
spectroscopy, disconnected entanglement entropy and the fermion parity noise
- Title（参考訳）: マヨラナゼロモードの確定的検出について:コンダクタンス分光法、断線エントロピー、フェルミオンパリティノイズ
- Authors: Arnav Arora, Abhishek Kejriwal and Bhaskaran Muralidharan
- Abstract要約: 超伝導体と強いゼーマン場の下に強いラシュバスピン軌道結合を持つナノワイヤは、そのエッジにマヨラナゼロモードを示す可能性がある。
エンタングルメントエントロピーとフェルミオンパリティ変動に関する数学的考えを詳述し、真のマヨラナ零モードと自明な準マヨラナ零モードを忠実に区別する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6114012813668934
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Semiconducting nanowires with strong Rashba spin-orbit coupling in the
proximity with a superconductor and under a strong Zeeman field can potentially
manifest Majorana zero modes at their edges and are a topical candidate for
topological superconductivity. However, protocols for their detection based on
the local and the non-local conductance spectroscopy have been subject to
intense scrutiny. In this work, by taking current experimental setups into
account, we detail mathematical ideas related to the entanglement entropy and
the fermion parity fluctuations to faithfully distinguish between true Majorana
zero modes and trivial quasi-Majorana zero modes. We demonstrate that the
disconnected entanglement entropy, derived from the von Neumann entanglement
entropy, provides a distinct and robust signature of the topological phase
transition which is immune to system parameters, size and disorders. In order
to understand the entanglement entropy of the Rashba nanowire system, we
establish its connection to a model of interacting spinfull Kitaev chains.
Moreover, we relate the entanglement entropy to the fermionic parity
fluctuation, and show that it behaves concordantly with entanglement entropy,
hence making it a suitable metric for the detection of Majorana zero modes. In
connection with the topological gap protocol that is based on the conductance
spectra, the aforesaid metrics can reliably point toward the topological
transitions even in realistic setups.
- Abstract（参考訳）: 超伝導体と強いゼーマン場下に強いラシュバスピン軌道結合を持つ半導電性ナノワイヤは、その端にマヨラナゼロモードを示す可能性があり、トポロジカル超伝導のトピック候補となる。
しかし、局所および非局所伝導分光に基づく検出のためのプロトコルは、厳しい精査の対象となっている。
本研究では,現在の実験的な設定を考慮し,エントロピーとフェルミオンパリティゆらぎに関する数学的アイデアを詳述し,真のマヨラナ零モードと自明な準大乗零モードとを忠実に区別する。
我々は、フォン・ノイマンの絡み合いエントロピーから導かれる非連結絡み合いエントロピーが、システムパラメータ、サイズ、障害に免疫的な位相遷移の明瞭で堅牢なシグネチャを提供することを示した。
ラシュバ・ナノワイヤの絡み合いのエントロピーを理解するために, 相互作用するスピンフル・キタエフ鎖のモデルとの接続を確立する。
さらに,エントロピーとフェルミオンパリティゆらぎを関連付け,エントロピーと一致して振る舞うことを示し,マヨラナゼロモードの検出に適した指標とした。
コンダクタンススペクトルに基づくトポロジカルギャッププロトコルでは, 現実的な設定であっても, 上記の指標を確実にトポロジカル遷移を向けることができる。
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