論文の概要: Cavity Control of Topological Qubits: Fusion Rule, Anyon Braiding and Majorana-Schrödinger Cat States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04515v1
• Date: Fri, 6 Sep 2024 18:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-09-10 22:31:08.682421
• Title: Cavity Control of Topological Qubits: Fusion Rule, Anyon Braiding and Majorana-Schrödinger Cat States
• Title（参考訳）: トポロジカル・クビットのキャビティ制御:核融合規則、アニオン・ブレイディングおよびマヨアナ・シュレーディンガー猫状態
• Authors: Luis Quiroga, Fernando J. Gómez-Ruiz, Ivan A. Bocanegra-Garay, Ferney J. Rodríguez, Carlos Tejedor,
• Abstract要約: トポロジカルチェーンの中心に局所的な空洞を導入することの影響について検討した。 この空洞は鎖を二分し、マヨラナゼロモード(MZM)をバルク内で解放するハサミのような効果を誘導する。 二箇所の空洞内でのフェルミオンモードの対称性を利用して、MZM-偏光子Schr"odinger猫状態を生成する新しい方法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.58317527488534
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We investigate the impact of introducing a local cavity within the center of a topological chain, revealing profound effects on the system's quantum states. Notably, the cavity induces a scissor-like effect that bisects the chain, liberating Majorana zero modes (MZMs) within the bulk. Our results demonstrate that this setup enables the observation of non-trivial fusion rules and braiding -- key signatures of non-Abelian anyons -- facilitated by the spatially selective ultra-strong coupling of the cavity photon field. These MZM characteristics can be directly probed through fermionic parity readouts and photon Berry phases, respectively. Furthermore, by leveraging the symmetry properties of fermion modes within a two-site cavity, we propose a novel method for generating MZM-polariton Schr\"odinger cat states. Our findings present a significant advancement in the control of topological quantum systems, offering new avenues for both fundamental research and potential quantum computing applications.
• Abstract（参考訳）: トポロジカルチェインの中心に局所空洞を導入することの影響について検討し、系の量子状態に大きな影響を及ぼすことを示した。 特に、空洞は鎖を二分するハサミのような効果を誘発し、マヨラナゼロモード(MZM)をバルク内で解放する。 この設定により、空洞光子場の空間選択的超強結合により、非アベリア・エノンのキーシグネチャである非自明な核融合規則やブレイディングの観測が可能であることが実証された。 これらのMZM特性は、それぞれフェルミオンパリティの読み出しと光子ベリー相を通して直接探査することができる。 さらに, 2-サイトキャビティ内でのフェルミオンモードの対称性を利用して, MZM-ポラリトンSchr\odinger cat状態を生成する新しい手法を提案する。 我々の研究は、トポロジカル量子システムの制御において大きな進歩を示し、基礎研究と潜在的な量子コンピューティングアプリケーションの両方に新たな道のりを提供する。

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