論文の概要: Altermagnet-Superconductor Heterostructure: a Scalable Platform for Braiding of Majorana Modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.08095v1
• Date: Mon, 09 Jun 2025 18:00:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-11 15:11:40.352826
• Title: Altermagnet-Superconductor Heterostructure: a Scalable Platform for Braiding of Majorana Modes
• Title（参考訳）: Altermagnet-Superconductor Heterostructure:Majoranaモードの階層化のためのスケーラブルなプラットフォーム
• Authors: Themba Hodge, Eric Mascot, Stephan Rachel,
• Abstract要約: トポロジカル量子計算は、マヨラナゼロモード (MZMs) として知られる任意の励起で構築された量子ビットを特徴とするが、長い間、スケーラブルな量子計算へのエキサイティングな経路を示してきた。 本研究は,MZMsを担持するだけでなく,物質のトポロジカルな境界に沿った位置を自由に操作する,反磁性超伝導体ヘテロ構造の可能性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Topological quantum computation, featuring qubits built out of anyonic excitations known as Majorana zero modes (MZMs), have long presented an exciting pathway towards scalable quantum computation. Recently, the advent of altermagnetic materials has presented a new pathway towards localized MZMs on the boundary of two-dimensional materials, consisting of an altermagnetic film, subject to a superconducting proximity effect from a superconducting substrate. In this work, we demonstrate the possibility for an altermagnet-superconductor heterostructure, to not only harbor MZMs, but also freely manipulate their position along the topological boundary of the material, via rotation of the N\'eel vector. Using this mechanism, on a square platform, we utilize a time-dependent method to simulate the Z-gate via braiding, and then extend this to a larger H-junction, where we implement the $\sqrt{X}$ and $\sqrt{Z}$ gate on a single-qubit system. Further, this structure is eminently scalable to many-qubit systems, thus providing the essential ingredients towards universal quantum computation.
• Abstract（参考訳）: マヨラナゼロモード (Majorana zero modes, MZMs) として知られる任意の励起から構築された量子ビットを特徴とするトポロジカル量子計算は、長い間、スケーラブルな量子計算へのエキサイティングな経路を示してきた。 近年, 超伝導基板の超伝導近接効果を受けながら, 磁気異磁性膜からなる2次元材料の境界上に, 局所化MZMsへの新たな経路が提示されている。 本研究では,MZMsを収容するだけでなく,N'eelベクトルの回転により,材料のトポロジカル境界に沿った位置を自由に操作することが可能であることを示す。 この機構を用いて、正方形のプラットフォーム上で、Zゲートをブレイディングでシミュレートし、それをより大きなHジャンクションに拡張し、単一キュービットシステム上で$\sqrt{X}$および$\sqrt{Z}$ gateを実装する。 さらに、この構造は多くの量子ビット系に対して非常にスケーラブルであり、普遍的な量子計算に不可欠な要素を提供する。

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