論文の概要: Majorana modes in trapped-ion system and their Floquet engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.11510v2
• Date: Wed, 22 May 2024 14:59:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-25 11:36:31.455754
• Title: Majorana modes in trapped-ion system and their Floquet engineering
• Title（参考訳）: 捕捉イオン系におけるマヨラナモードとそのフロケット工学
• Authors: Ming-Jian Gao, Yu-Peng Ma, Jun-Hong An,
• Abstract要約: Majorana fermionsはフォールトトレラント量子コンピューティングを実装することを約束している。 トラップイオン系におけるマヨラナフェルミオンをシミュレートする代替スキームを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.393259574660092
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Obeying non-Abelian statistics, Majorana fermions holds a promise to implement fault-tolerant quantum computing. It was found that Majorana fermions can be simulated by the zero-energy excitation in a nanowire with strong spin-orbit coupling interacting with an $s$-wave superconductor under a magnetic field. However, the signal of Majorana fermion in that system is obscured by the disorder in the nanowire and the confinement potential at the wire end. Thus, more controllable platforms are desired to simulate Majorana fermions. We here propose an alternative scheme to simulate the Majorana fermions in a trapped-ion system. Our dimerized-ion configuration permits us to generate the Majorana modes not only at zero energy but also at the nonzero ones, which enlarge the family of Majorana modes and supply another qubit carrier for quantum computing. We also investigate the controllability of the Majorana modes by Floquet engineering. It is found that a widely tunable number of Majorana modes are created on demand by applying a periodic driving on the trapped-ion system. Enriching the platforms for simulating Majorana fermions, our result would open another avenue for realizing fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 非アベリア統計によらず、マヨラナフェルミオンはフォールトトレラント量子コンピューティングを実装することを約束している。 マヨラナフェルミオンは、磁場下での$s$の超伝導体と相互作用する強いスピン軌道結合を持つナノワイヤのゼロエネルギー励起によってシミュレートできることがわかった。 しかし、この系におけるマヨラナフェルミオンのシグナルは、ナノワイヤの障害とワイヤエンドの閉じ込め電位によって隠蔽される。 したがって、より制御可能なプラットフォームはマヨラナフェルミオンをシミュレートすることが望まれる。 本稿では、捕捉イオン系におけるマヨラナフェルミオンをシミュレートする代替スキームを提案する。 我々の二量化イオン構成は、マヨラナモードをゼロエネルギーだけでなくゼロエネルギーでも生成することができ、マヨラナモードの族を拡大し、量子コンピューティングのための別の量子ビットキャリアを提供する。 また,Floquet EngineeringによるMajoranaモードの制御性についても検討した。 捕捉イオン系に周期運転を施すことにより、需要に応じて広範囲に調整可能なマヨラナモードが生成されることがわかった。 マヨラナフェルミオンをシミュレートするプラットフォームを充実させることで、フォールトトレラントな量子コンピューティングを実現するための新たな道が開かれる。

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