論文の概要: Revealing topological protection through unprotected operations in a Majorana parity qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.17198v1
• Date: Mon, 12 Oct 2026 17:57:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-18 02:49:52.381437
• Title: Revealing topological protection through unprotected operations in a Majorana parity qubit
• Title（参考訳）: Majorana parity qubitにおける非保護操作によるトポロジカルプロテクションの探索
• Abstract要約: 本研究は,非保護量子ビット演算により,基鎖の指数的保護が明らかに可能であることを示す。 この結果から, 実験装置におけるマヨラナ保護の探索に量子力学を用いる方法が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.147785228415979
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A recent experiment reported coherent parity oscillations between minimal Kitaev chains, demonstrating a Majorana parity qubit (arXiv:2607.09511). Operations on this qubit are controlled by coupling two Kitaev chains and are intrinsically unprotected against noise in the coupling strength. Here we show how the exponential protection in the underlying chains can nevertheless be revealed through unprotected qubit operations. To this end, we develop an analytical theory of quasistatic dephasing for two coupled $N$-site Kitaev chains at the sweet spot. In Rabi experiments, protection can be resolved by adapting the operating point with chain length: depending on the coupling architecture, it appears as an exponentially increasing optimized number of coherent oscillations or as a longer coherence time. Ramsey experiments show an exponentially increasing coherence time, provided the chains can be sufficiently decoupled. Our analytical theory takes into account the non-Gaussian splitting statistics of the Kitaev chains, allowing us to quantitatively predict the scaling with chain length. Moreover, we determine how residual noise and imperfections limit the range of chain lengths over which this scaling can be observed. Our results show how qubit dynamics can be used to probe Majorana protection in experimentally realistic devices.
• Abstract（参考訳）: 最近の実験では、最小限の北エフ鎖間のコヒーレントパリティ振動が報告され、Majoranaパリティ量子ビット(arXiv:2607.09511)が証明された。 この量子ビットの動作は2つの北エフ鎖のカップリングによって制御され、結合強度のノイズに対して本質的に保護されない。 ここでは、根底にある鎖の指数的保護が、にもかかわらず、未保護の量子ビット演算によってどのように明らかにされるかを示す。 この目的のために、甘味点における2つの結合した$N$-site Kitaev 鎖に対する準静的デファス法の解析理論を開発した。 Rabi実験では、結合アーキテクチャによって、コヒーレント振動の指数関数的に増大する数や、より長いコヒーレンス時間として、操作点をチェーン長に適応させることで保護を解決できる。 ラムゼーの実験は、鎖が十分に疎結合できるならば、指数関数的にコヒーレンス時間が増加することを示した。 解析理論は、北エフ鎖の非ガウス分割統計を考慮に入れ、鎖長によるスケーリングを定量的に予測することができる。 さらに, 残音と不完全音が, このスケーリングを観測できる鎖長の範囲を制限するかを決定する。 本研究は, 実験装置におけるマヨラナ保護の探索に, 量子力学をいかに利用できるかを示すものである。

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