論文の概要: Majorana bound states in a hybrid Kitaev ladder with long-range pairing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19963v1
• Date: Thu, 18 Jun 2026 09:05:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.751963
• Title: Majorana bound states in a hybrid Kitaev ladder with long-range pairing
• Title（参考訳）: 長距離ペアリングを持つハイブリッド北エブはしごにおけるマヨラナ境界状態
• Authors: Rajiv Kumar, Tapan Mishra, Levan Chotorlishvili, Sunil Kumar Mishra,
• Abstract要約: 異なるペアリング相互作用を持つ2つの並列超伝導鎖からなるレッグ間結合型ハイブリッド北エフはしごについて検討した。 長距離ペアリング指数、化学ポテンシャル、およびレグカップリング強度の相互影響は、豊富な位相図を生み出す。 本研究は, 量子情報応用に関連する工学的チューニング可能なトポロジカルステートのための長距離ハイブリッドシステムの可能性を明らかにするものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9857968274865204
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate an inter-leg coupled hybrid Kitaev ladder composed of two parallel superconducting chains with distinct pairing interactions. The upper chain of the ladder hosts conventional $p$-wave pairing, while the lower chain exhibits long-range pairing that decays algebraically with distance. We demonstrate that the mutual influence of long-range pairing exponent, chemical potential, and inter-leg coupling strength gives rise to a rich topological phase diagram characterized by multiple Majorana zero modes and massive Dirac modes. In particular, we show that the inter-leg coupling renormalizes the effective energy scales, leading to a systematic shift of the topological phase boundaries and enabling controlled tuning of the Majorana modes. Furthermore, we identify a transition from a two Majorana zero mode phase to a phase encapsulating four Majorana zero modes, as the long-range pairing exponent is varied. This transition is accompanied by a crossover regime in which Majorana zero modes coexist with massive Dirac modes, reflecting hybridization between edge and bulk excitations. This ladder thus provides a minimal and attractive platform for realizing the impact of a long-range pairing on topological phases. Our results highlight the potential of long-range hybrid systems for engineering tunable topological states relevant for quantum information applications.
• Abstract（参考訳）: 異なるペアリング相互作用を持つ2つの並列超伝導鎖からなるレッグ間結合型ハイブリッド北エフはしごについて検討した。 はしごの上側鎖は従来の$p$-waveペアリングを持ち、下側鎖は距離で代数的に崩壊する長距離ペアリングを示す。 長距離ペアリング指数, 化学ポテンシャル, および脚間カップリング強度の相互影響は, 複数のマヨラナゼロモードと大規模ディラックモードを特徴とする豊富な位相図を生じさせることを示した。 特に、脚間結合は有効エネルギースケールを再正規化し、トポロジカル位相境界の体系的な変化をもたらし、マヨラナモードの制御チューニングを可能にすることを示す。 さらに,2つのマヨラナゼロモードから4つのマヨラナゼロモードをカプセル化した位相への遷移を,長距離ペアリング指数の変動により同定する。 この遷移は、マヨラナゼロモードが巨大なディラックモードと共存し、エッジとバルクの励起のハイブリッド化を反映する交差状態を伴う。 このはしごは、トポロジ的位相に対する長距離ペアリングの影響を実現するために、最小限で魅力的なプラットフォームを提供する。 本研究は, 量子情報応用に関連する工学的チューニング可能なトポロジカルステートのための長距離ハイブリッドシステムの可能性を明らかにするものである。

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