論文の概要: Majorana parity qubit in coupled minimal Kitaev chains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.09511v1
- Date: Fri, 10 Jul 2026 15:26:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-13 14:47:12.884145
- Title: Majorana parity qubit in coupled minimal Kitaev chains
- Title（参考訳）: 最小極小キタエフ鎖のマヨラナパリティ量子ビット
- Abstract要約: マヨラナゼロモードは、フェミオンパリティで非局所的に情報を符号化することで、フォールトトレラントキュービットへのルートを提供する。
この結果から,最小のキタエフ鎖におけるマヨラナ零モードのフェルミオンパリティに符号化されたマヨラナ量子ビットのコヒーレント制御が確立された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9392505778974478
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Majorana zero modes provide a route to fault-tolerant qubits by encoding information non-locally in fermion parity. Their sensitivity to noise is expected to decrease exponentially with increasing separation between the Majoranas, a suppression known as topological protection. Kitaev chains engineered in quantum dot-superconductor arrays provide a tunable platform in which separated Majorana zero modes can emerge at the ends of the chain, even in two-site chains. These minimal-chain modes are known as poor man's Majoranas and retain characteristic Majorana properties, including near-zero energy and equal electron-hole character, but have only limited protection. A key outstanding challenge is to move beyond identifying such modes in electrical transport measurements and achieve coherent qubit control in the time domain. Here, we demonstrate a Majorana parity qubit by realizing coherent coupling between two-site Kitaev chains. Since total fermion parity is conserved, the system separates into global even and odd parity manifolds. We observe coherent parity oscillations in both manifolds with equal oscillation frequencies at the Majorana sweet spot, as predicted for isolated Majorana zero modes. We further show that the oscillation frequency and coherence depend systematically on inter-chain coupling and quantum-dot detunings, in close agreement with our model for short, partially protected chains. Our results establish the first coherent control of a Majorana qubit, encoded in the fermion parity of Majorana zero modes in minimal Kitaev chains.
- Abstract（参考訳）: マヨラナゼロモードは、フェミオンパリティで非局所的に情報を符号化することで、フォールトトレラントキュービットへのルートを提供する。
雑音に対する感度は、トポロジカル・プロテクション(英語版)として知られるマヨラナ(Majoranas)の分離によって指数関数的に低下することが期待されている。
量子ドット-超伝導アレイで構築されたキタエフ鎖は、分離されたマヨラナゼロモードが2つの部位の鎖でもチェーンの端に現れるような調整可能なプラットフォームを提供する。
これらの極小鎖モードは、貧弱な人間のマヨラナとして知られ、ほぼゼロエネルギーや電子-ホール特性等を含む特徴的なマヨラナの性質を保っているが、限定的な保護しか持たない。
重要な課題は、電気輸送の測定におけるそのようなモードの特定を超えて、時間領域におけるコヒーレントな量子ビット制御を実現することである。
ここでは,2部位のキタエフ鎖間のコヒーレントカップリングを実現することにより,Majoranaパリティ量子ビットを実証する。
全フェルミオンパリティは保存されるので、システムは大域偶数と奇数のパリティ多様体に分離される。
分離マヨラナゼロモードで予測されるように、マヨラナスイートスポットで等振動周波数の両多様体のコヒーレントパリティ振動を観測する。
さらに, 振動周波数とコヒーレンスは, 鎖間カップリングと量子ドットデチューニングに系統的に依存することを示した。
我々の結果は、最小のキータエフ鎖におけるマヨラナ零モードのフェルミオンパリティに符号化されたマヨラナ量子ビットの最初のコヒーレント制御を確立する。
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