論文の概要: Braiding and fusion of Majorana fermions in minimal Kitaev spin liquid
on a single hexagon with $5$ qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01051v1
- Date: Tue, 2 Jan 2024 06:21:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-03 14:48:33.382309
- Title: Braiding and fusion of Majorana fermions in minimal Kitaev spin liquid
on a single hexagon with $5$ qubits
- Title(参考訳): 5ドルの量子ビットを持つ単一六角形上の極小キタエフスピン液体中のマヨラナフェルミオンの衝突と融合
- Authors: Motohiko Ezawa
- Abstract要約: 32倍のゼロエネルギー状態が見出され、10自由マヨラナフェルミオンとなり、5量子ビットが作られる。
これらの量子ビットは、$K_zneq 0$ であっても粒子ホール対称性によって保護される。
連結な$L$ヘキサゴナル上でのキタエフスピン液体モデル上に3L+2$量子ビットが構築されていることが示されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the minimal Kitaev spin liquid on a single hexagon with three
Ising-type exchange interactions proportional to $K_{x}$, $K_{y}$ and $K_{z}$.
In the limit $K_{z}=0$, we find 32-fold zero-energy states, leading to 10 free
Majorana fermions, and hence, 5 qubits are constructed. These qubits are
protected by particle-hole symmetry even for $K_{z}\neq 0$. Braiding of these
Majorana fermions is possible by temporally controlling a spin-correlation
Hamiltonian. In addition, the fusion is possible by measuring the spin
correlation. By switching on the Heisenberg interaction together with magnetic
field, only one zero-energy state persists, which can be used as an
initialization of qubits. Furthermore, it is shown that $3L+2$ qubits are
constructed on the Kitaev spin liquid model on connected $L$ hexagons. All the
processes of initialization, operation and readout of qubits are executable in
terms of spin operators.
- Abstract(参考訳): K_{x}$, $K_{y}$, $K_{z}$に比例する3つのIsing型交換相互作用を持つ1つの六角形上の最小の北エフスピン液体について検討する。
K_{z}=0$の極限では、32倍のゼロエネルギー状態が見つかり、10自由マヨラナフェルミオンとなり、5量子ビットが構成される。
これらの量子ビットは、k_{z}\neq 0$でも素粒子ホール対称性によって保護される。
これらのマヨラナフェルミオンのブレイディングはスピン相関ハミルトニアンを時間的に制御することで可能である。
また、スピン相関を測定することにより融合が可能となる。
ハイゼンベルク相互作用を磁場と共に切り替えることによって、量子ビットの初期化として使用できるゼロエネルギー状態は1つしか持続しない。
さらに、3l+2$ qubits は、結合した $l$ ヘキサゴン上のキタエフスピン液体モデルに基づいて構築されていることが示されている。
量子ビットの初期化、演算、読み出しの全てのプロセスはスピン演算子によって実行可能である。
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