論文の概要: Designing Majorana Quasiparticles in InAsP Quantum Dots in InP Nanowires with Variational Quantum Eigenvalue Solver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.22431v1
• Date: Tue, 29 Oct 2024 18:17:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-31 14:26:37.855419
• Title: Designing Majorana Quasiparticles in InAsP Quantum Dots in InP Nanowires with Variational Quantum Eigenvalue Solver
• Title（参考訳）: 変分量子固有値解法によるInPナノワイヤのInAsP量子ドットにおけるマヨナ準粒子の設計
• Authors: Mahan Mohseni, Iann Cunha, Daniel Miravet, Alina Wania Rodrigues, Hassan Allami, Ibsal Assi, Marek Korkusinski, Pawel Hawrylak,
• Abstract要約: 本研究は、InAsP量子ドット(QD)におけるマヨラナゼロモード(MZM)の設計に向けたステップを示す。 単一粒子スペクトルは、正確な対角化(ED)法とハイブリッド変分量子固有解法(VQE)法を用いて、QNANOおよび多電子スペクトルを用いた100万の原子論的計算から得られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: This work presents steps toward the design of Majorana zero modes (MZM) in InAsP quantum dots (QD) embedded in an InP semiconducting nanowire in contact with a p-type superconductor described by the Kitaev Hamiltonian. The single particle spectrum is obtained from million atom atomistic calculations with QNANO and many-electron spectra using exact diagonalization (ED) and the hybrid Variational Quantum Eigensolver (VQE) method. A variational ansatz is constructed to capture the ground state of the system by utilizing a generalized form of the analytical solution for a particular set of parameters. By systematically deviating from the analytically solvable regime while maintaining the system in the topological phase (TP), the effectiveness of the variational function in reproducing the correct ground state and topological properties of the system is evaluated. This is done through a quantum algorithm for a many-body state containing MZM. The results are compared with exact solution in topological phase and demonstrate the capability of VQE, along with classical simulations, to accurately model the many-body spectra in topologically nontrivial state.
• Abstract（参考訳）: 本研究は、InAsP量子ドット(QD)におけるマヨラナゼロモード(MZM)の設計に向けたステップを、北エフ・ハミルトニアンによって記述されたp型超伝導体と接触するInP半導体ナノワイヤに埋め込む。 単一粒子スペクトルは、正確な対角化法(ED)とハイブリッド変分量子固有解法(VQE)法を用いたQNANOおよび多電子スペクトルを用いた100万原子原子構造計算から得られる。 特定のパラメータの集合に対して解析解の一般化形式を利用することにより、システムの基底状態を捉えるために変分アンザッツを構築する。 トポロジカルフェイズ(TP)のシステムを維持しつつ解析的に解決可能な状態から体系的に逸脱することにより, 系の正しい基底状態とトポロジカル特性を再現する変動関数の有効性を評価する。 これはMZMを含む多体状態の量子アルゴリズムによって行われる。 結果は位相相の正確な解と比較され、古典的なシミュレーションとともに、位相的に非自明な状態で多体スペクトルを正確にモデル化するVQEの能力を実証する。

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