論文の概要: Nonadiabatic braiding of Majorana modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.00953v1
• Date: Sun, 02 Mar 2025 16:17:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-05 19:17:27.985387
• Title: Nonadiabatic braiding of Majorana modes
• Title（参考訳）: マヨラナモードの非断熱的ブレイディング
• Authors: Fei Yu, P. Z. Zhao, Jiangbin Gong,
• Abstract要約: 本稿では,Majoranaゼロモード上での動作を実行するための非断熱的および非アベリア幾何学位相ベースのプロトコルを提案する。 この研究は、マヨラナゼロモードの非断熱的および耐故障性制御への潜在的経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3440879776910297
• License:
• Abstract: The realization and manipulation of Majorana zero modes have drawn significant attention for their crucial role in enabling topological quantum computation. Conventional approaches to the braiding of Majorana zero modes rely on adiabatic processes. In this work, using a composite 2-Kitaev-chain system accommodating Majorana zero modes as a working example, we propose a nonadiabatic and non-Abelian geometry phase-based protocol to execute operations on these Majorana zero modes. This is possible by locally coupling the edge sites of both quantum chains with an embedded lattice defect, successfully simulating the braiding operation of two Majorana modes in a highly nonadiabatic fashion. To further enhance the robustness against control imperfections, we apply a multiple-pulse composite strategy to our quantum chain setting for second-order protection of the braiding operations. Our proposal can also support the fast and robust realization of the {\pi}/8 gate, an essential ingredient for universal quantum computation. This work hence offers a potential pathway towards the nonadiabatic and fault-tolerant control of Majorana zero modes.
• Abstract（参考訳）: マヨラナゼロモードの実現と操作は、トポロジカル量子計算の実現において重要な役割を担った。 マヨラナゼロモードのブレイディングに対する従来のアプローチは、断熱的なプロセスに依存している。 本研究では,マヨラナゼロモードを付加した複合2-Kitaev-chainシステムを用いて,これらのマヨラナゼロモードの操作を実行する非断熱的および非アベリア幾何学位相ベースのプロトコルを提案する。 これは、両方の量子鎖の端点と埋め込み格子欠陥を局所的に結合し、2つのマヨラナモードのブレイディング動作を非常に非可逆的にシミュレートすることで可能となる。 制御不完全性に対するロバスト性をさらに高めるために、ブレイディング操作の2次保護のために、我々の量子チェーン設定に多重パルス複合戦略を適用した。 提案手法は, 普遍量子計算における重要な要素である, {\pi}/8ゲートの高速かつロバストな実現を支援する。 この研究は、マヨラナゼロモードの非断熱的および耐故障性制御への潜在的な経路を提供する。

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