論文の概要: Resource-Efficient Emulation of Majorana Zero Mode Braiding on a Superconducting Trijunction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03645v1
- Date: Wed, 04 Mar 2026 02:09:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.151426
- Title: Resource-Efficient Emulation of Majorana Zero Mode Braiding on a Superconducting Trijunction
- Title（参考訳）: 超伝導トリジャンクション上でのマヨナゼロモードブレイディングの資源効率エミュレーション
- Authors: Rahul Signh, Weixin Lu, Kaelyn J Ferris, Javad Shabani,
- Abstract要約: トポロジカル超伝導は、フォールトトレラント量子計算の重要な候補である準粒子をホストすることができる。
MZMブレイディングは2つの位相的に保護された量子ゲートを可能にする。
本稿では,量子プロセッサを用いた三接合形状のMZMブレイディングをエミュレートする資源効率向上手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6999740786886536
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Topological superconductivity could host quasiparticles that are key candidates for fault-tolerant quantum computation due to their immunity to noise as they obey non-Abelian exchange statistics. For example, in the case of Majorana Zero Modes (MZM), braiding enables two topologically protected quantum gates. While their direct manipulation in solid-state systems remains experimentally challenging, digital emulation of MZM behavior has provided insight as well as a deeper understanding of controlling these topological quantum systems. This emulation is typically accomplished by mapping the topological and trivial phases of a Majorana system to ferromagnetic and paramagnetic Hamiltonians of a spin-glass model. This approach usually relies on adiabatic evolution of superconducting Hamiltonians, which require circuits with very large depths. In this work, we present a resource-efficient method to emulate MZM braiding in a trijunction geometry using a quantum processor. We introduce direct braiding operators which simulate the evolution more efficiently, reducing the quantum gate overhead. We then further generalize this method to emulate braiding operations in extended trijunction architectures based on Kitaev chains.
- Abstract（参考訳）: トポロジカル超伝導は、非アベリア交換統計に従えばノイズへの免疫のため、フォールトトレラント量子計算の鍵となる準粒子をホストすることができる。
例えば、マヨラナゼロモード(MZM)の場合、ブレイディングは2つの位相的に保護された量子ゲートを可能にする。
固体系の直接操作は実験的に困難であるが、MZM挙動のデジタルエミュレーションは、これらのトポロジカル量子系を制御することの深い理解を提供するとともに、洞察を与えている。
このエミュレーションは通常、マヨラナ系の位相的および自明な位相をスピングラスモデルの強磁性および常磁性ハミルトニアンにマッピングすることで達成される。
このアプローチは通常、非常に大きな深さの回路を必要とする超伝導ハミルトニアンの断熱的進化に依存している。
本研究では,量子プロセッサを用いた三接合形状のMZMブレイディングをエミュレートする資源効率の高い手法を提案する。
我々は、進化をより効率的にシミュレートするダイレクトブレイディング演算子を導入し、量子ゲートのオーバーヘッドを低減した。
次に、この手法をさらに一般化して、北エフ連鎖に基づく拡張三接合アーキテクチャにおけるブレイディング動作をエミュレートする。
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