Non-Equilibrium Charge Dynamics in Majorana-Josephson Devices
我们研究了引入Majorana束缚态的影响，由一个接近的半导体纳米线的拓扑制度，到电流偏置的电容约瑟夫森结，从而增加离域状态下的超导能隙。我们发现，这定性地改变了系统的电荷动力学，减少布洛赫振荡的作用，并导致单粒子隧道效应占主导地位。我们充分表征由此产生的电荷动态和相关的电压和电流信号。我们的工作揭示了静态和时变驾驶模式下丰富的行为景观。这可以直接归因于马约拉纳束缚态的存在，其用作电荷传输的途径并使马约拉纳-约瑟夫森器件能够非平衡激发。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron Teleportation via Majorana Bound States in a Mesoscopic Superconductor
超导体中的零能马约拉纳束缚态被认为是拓扑量子计算机的潜在构建块，因为量子信息可以编码在一对{ \it空间分离}马约拉纳束缚态的费米子占据中。然而，尽管密集的理论努力，非本地签名的马约拉纳绑定状态尚未发现在电荷输运。在这项工作中，我们预测了一个惊人的非局域相位相干电子转移过程凭借隧道进出一对马约拉纳束缚态。这种隐形传态现象只存在于介观超导体中，因为一个非常重要但以前被忽视的充电能量。我们提出了一个实验装置来检测超导体/量子自旋霍尔绝缘体/磁绝缘体混合系统中的这种现象。
2010-01-20 cond-mat.mes-hall
Dynamical generation of Floquet Majorana flat bands in s-wave superconductors
我们提出了量子控制技术，工程师的平坦频带的保护马约拉纳边缘模式的s波超导体。具体而言，我们将展示如何周期性控制可以用于设计时间无关的有效哈密顿量，支持$Floquet$ $Majorana$ $flat$ $bands$，从平衡条件，要么拓扑平凡或只支持个人马约拉纳对。在第一种方法中，一个合适的调制的化学势同时诱导马约拉纳平带和动态$activates$一个预先存在的手征对称性，这是负责他们的保护。在第二种方法中，通过抑制静态哈密顿量中的手征破缺项，有效奇偶校验的应用动态地踢$generates$期望的手征对称性。我们的研究结果表明，如何使用时间相关的控制扩大了实现无间隙拓扑超导性的可能性范围，有可能使访问没有已知的平衡对应物的物质的拓扑状态。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electromagnetic response of spinful Majorana fermions
该研究针对拓扑超导体中有自旋马约拉纳费米子的电磁响应展开，构建了通用理论阐明配对对称性的编码方式，并预测了铁基超导体角态马约拉纳费米子的子晶格依赖偶极型磁响应。
2024-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in an out-of-equilibrium topological superconducting wire: an exact microscopic transport analysis of a p-wave open chain coupled to normal leads
拓扑超导体是实现拓扑量子计算思想的主要候选者，因为它们可以支持像马约拉纳费米子这样的非阿贝尔激发。我们超越了低能量的有效模型描述的马约拉纳束缚态（MBS），推导出非平衡输运性质的导线几何形状的这些系统中存在的任意大的施加电压。我们的方法涉及量子朗之万方程和非平衡格林函数。凭借一个完整的微观计算，我们能够模拟的超导导线和金属导线之间的隧道耦合现实;研究的作用，高能量的非拓扑激发;预测的行为比较为奇数与偶数的网站数量的增加;和研究整个拓扑量子相变（QPT）的演变。我们发现，归一化的谱权重在MBS可以是非常大的，并在拓扑QPT连续为零。我们的研究结果有具体的影响，实验搜索和研究的MBS。
2012-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb blockade of chiral Majorana and complex fermions far from equilibrium
我们研究了单电子晶体管中的电荷输运，实现作为一个干涉仪，使库仑阻塞的中间岛包含一个圆形的手性马约拉纳或狄拉克边缘模式。我们专注于制度的小电导，并提供了一个渐近的解决方案，在高运输电压超过充电能量的限制。该解决方案是使用类瞬子技术实现的。当隧道结不相等时，Majorana和Dirac情况之间的区别就出现了。主要区别在于高电压下的失调电流，在马约拉纳情况下，失调电流可高达$50\%$。这是由于在马约拉纳情况下的分布函数的额外的粒子-空穴对称性引起的。在作为栅极电荷的函数的电流的振荡模式之间也有一个引人注目的区别。我们推测这种区别生存在较低的运输电压以及。
2023-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Microwave detection of gliding Majorana zero modes in nanowires
该研究提出利用微波腔场探测纳米线中滑移马约拉纳零模，通过腔衰减率反映宇称与运动，实现非局域特征的无隧穿探测。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Floquet Majorana Fermions for Topological Qubits
我们介绍并发展了一种方法来实现拓扑相变和非阿贝尔统计与动态诱导Floquet马约拉纳费米子（FMF）。当周期驱动势不破坏费米子宇称守恒时，FMF可以编码量子信息。准能分析表明，在宽的参数空间中存在一个稳定的FMF零模和另外两个卫星模，具有较大的准能隙，这阻碍了在绝热驱动下向其它Floquet态的跃迁.我们还表明，在渐近极限FMF保持非阿贝尔统计，因此，表现得像他们的平衡同行。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal quantum operation of spin-3/2 Blume-Capel chains
我们提出了一个基于Blume-Capel模型的逻辑量子比特：一个更高自旋的伊辛链的推广，并允许一个现场各向异性保持围绕伊辛轴的旋转不变性。我们表明，这样的自旋3/2的布卢姆-Capel模型也可以支持本地化的马约拉纳束缚态在链的两端。受这些马约拉纳束缚态的已知编织协议的启发，在适当操纵系统参数后，我们展示了一组通用门操作，其作用于编码在链的双简并基态中的量子比特。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excess equilibrium noise in topological SNS junction between chiral Majorana liquids
本文研究了具有超导层和磁性层的三维拓扑绝缘体表面上的一维手征模介导的约瑟夫森接触。该系统代表了一个干涉仪，在该干涉仪中，超导电极边界上的一维手征Majorana模通过弹道手征Dirac通道连接。我们调查的约瑟夫森电流作为直流相位偏置和Aharonov-Bohm通量的函数的噪声。从散射形式出发，找到了传输电荷累积量的Keldysh产生作用量的Majorana表示，在高于无功能量$E_{\rm Th}$的温度下，我们得到了具有$G_0 \equiv e^2/(2π\hbar)$的单通道导线的通常的Johnson-Nyquist噪声$4G_0 k_{\rm B}T$特性。在较低的温度下，行为更加丰富。特别是，如果Aharonov-Bohm和超导相都接近$2πn$，这是在结的基态中出现简并的点，则平衡噪声被强烈增强到与温度无关的值$\sim G_0 E_{\rm Th}$。通过涨落耗散定理，平衡噪声与约瑟夫森结的阻抗有关。与通常的约瑟夫森结（两个$s$波超导体之间的隧道结）形成鲜明对比的是，阻抗的实部不会消失，反映了引线中马约拉纳模式的无间隙特性。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal Quantum Computation With Majorana Fermion Edge Modes Through Microwave Spectroscopy Of Quasi-1D Cold Gases In Optical Lattices
我们描述了如何微波光谱的冷费米子在准一维陷阱可以用来检测，操纵和纠缠与“马约拉纳”边缘模式相关的外来非本地量子比特。我们提出了不同的方法来产生p波超流性，这是负责这些拓扑零能量边缘模式。我们发现，边缘模式在微波频谱中具有清晰的签名，并且线形状区分在这些边缘模式中编码的qbit的简并状态。此外，微波使系统在其简并基态流形中旋转。我们使用这些旋转来实现一组通用的量子门，允许系统被用作通用量子计算机。
2013-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Quasiparticle poisoning of Majorana qubits
基于马约拉纳零模的量子比特是实现拓扑量子计算的一条很有前途的途径。然而，这样的量子比特很容易受到准粒子中毒的影响，而准粒子中毒并不一定是拓扑参数的小粒子。我们研究了与实际器件相关的准粒子中毒的主要来源--非平衡态的能隙上准粒子和平衡态的局域亚能隙态。取决于系统的参数和量子位的结构，这些源中的任一个可以支配量子位退相干。然而，我们发现在相对于天真的估计，在中度无序，浮动马约拉纳群岛的准粒子中毒可以有超过秒的时间尺度。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fidelity and visibility reduction in Majorana qubits by entanglement with environmental modes
我们研究了拓扑超导体中零能马约拉纳束缚态编码的拓扑量子比特的动力学和读出。我们考虑到玻色子模式，由于电磁环境耦合的马约拉纳流形以上的间隙连续准粒子。这种耦合导致拓扑超导体的简并基态被准粒子态和玻色子以类似极化子的方式修饰，并且系统变得无隙。只有在修饰态的低能谱内操作和读出量子比特时，拓扑保护和完全相干性才能得到维持。我们讨论减少保真度和/或可见性，如果这个条件被违反的量子点读出耦合到裸露的（未穿衣）马约拉纳模式。对于裸露的马约拉纳基础的投影测量，我们制定了布洛赫-雷德菲尔德的方法，是有效的弱马约拉纳环境耦合，并考虑到费米子数宇称守恒所施加的限制。在马尔可夫近似下，我们的结果基本上证实了早期基于费米黄金法则的有限温度退相干理论。然而，完整的非马尔可夫动力学揭示，此外，保真度减少的投影测量。使用无自旋纳米线模型与$p$波配对，我们提供定量的结果表征这些效果。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Nonreciprocal Equilibrium Josephson Effect of Arbitrary Periodicity from Poor Man's Majorana Zero Modes
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；CAS Key Laboratory of Theoretical Physics, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）
研究在Rashba超导体上沉积耦合反铁磁二聚体，发现Yu-Shiba-Rusinov束缚态接近零能时产生穷人版马约拉纳激发，导致非互易约瑟夫森电流和任意周期性平衡约瑟夫森效应，为在拓扑平凡系统中实现马约拉纳行为提供新途径。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana edge modes in the Kitaev model
我们研究的Majorana模式，平衡和Floquet，这可能会出现在边缘的Kitaev模型的蜂窝晶格。我们首先提出了已知的解析解的平衡马约拉纳边缘模式的锯齿形和扶手椅边缘的半无限Kitaev模型和图表的参数制度的模型中，他们出现。然后，我们研究如何可以产生边缘模式，如果在债券上的Kitaev耦合垂直于边缘是周期性变化的时间周期性$δ$功能踢。我们推导出一般$d$维可积系统的Floquet边缘模式作为驱动频率的函数的出现和消失的一般条件。我们确认这个一般条件的Kitaev模型的有限宽度映射到一个一维模型。我们对这个问题的数值和分析研究表明，Floquet Majorana模式可以出现在踢系统的某些边缘，即使相应的平衡哈密顿量没有Majorana模式的解决方案，这些边缘。我们支持我们的分析研究有限尺寸的系统，表明周期踢可以产生模式的边缘和角落的晶格。
2014-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Scalable Designs for Quasiparticle-Poisoning-Protected Topological Quantum Computation with Majorana Zero Modes
我们提出了可扩展的量子计算机的设计组成的四个或更多的马约拉纳零模式的聚集体编码的量子位，实现在拓扑超导导线段组装成超导岛具有显着的充电能量的端部。量子信息可以根据仅测量的协议来操纵，这通过马约拉纳零模式和附近的半导体量子点之间的可调谐耦合来促进。我们所提出的结构设计具有以下主要优点：（1）由于所有拓扑超导导线都是平行的，所以磁场可以沿它们的方向排列;（2）不使用拓扑$T$结，从而避免了它们在制造和使用中可能遇到的困难;（3）准粒子中毒被充电能量所减轻;（4）Clifford操作通过相对标准的测量来执行：检测由量子涨落引起的对量子点能量、电荷或微分电容的校正;（5）它与产生良好近似魔态的策略兼容。
2017-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Extracting entangled qubits from Majorana fermions in quantum dot chains through the measurement of parity
我们提出了一个从支持零能量边缘模式的量子点链中提取纠缠电荷量子比特的方案。边缘模式是由马约拉纳费米子定位在每个链的末端。量子比特，逻辑上编码在双量子点中，可以通过它们之间的隧穿和配对相互作用来操纵。纠缠态的具体形式取决于每条链中边界位电子的奇偶性测量（偶数或奇数）和链之间的隐形传态。宇称测量是通过相干态微波光子与边界点的色散耦合实现的，而隐形传态是通过Bell测量实现的。我们的方案说明了\emph{localizable entanglement}在一个费米子系统，这是可行的作为一个量子中继器在现实的实验条件下，因为它允许有限的温度效应，是强大的对无序，退相干和准粒子中毒。
2015-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana parity qubit in coupled minimal Kitaev chains
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学奎克研究所和卡弗里纳米科学研究所）；Department of Applied Physics, Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学应用物理系）
研究在耦合最小Kitaev链中实现马约拉纳宇称量子比特的相干控制。核心方法是实现两比特Kitaev链间相干耦合，利用费米子宇称守恒特性。主要贡献是展示了该量子比特，观察到相干宇称振荡并验证其与模型相符，实现了首次相干控制。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Current noise cross correlation mediated by Majorana bound states
研究了一个量子点-Majorana杂化系统的输运性质，其中每对Majorana束缚态都与一个量子点相连。利用非平衡格林函数方法，得到了格林函数的精确解，并计算了通过量子点的电流和电流之间的非局域噪声互相关。作为点能级$ε_{1}$和$ε_{2}$的函数，我们发现对于对称能级结构$ε_{1}=ε_{2}$，噪声互相关在低引线电压区为负，而随着引线电压的增加变为正。由于粒子-空穴的对称性，在反对称的情况下$ε_{1}=-ε_{2}$，互相关总是正的。相比之下，非马约拉纳设置的互相关总是积极的。为了比较，我们也进行了对角化主方程计算，以检查其适用性。结果表明，对角化主方程在大多数系统参数下都能很好地工作。然而，当点-Majorana混合系统的所有本征能和能量间隔与点-铅耦合强度相当时，非平衡格林函数法的精确解有明显的偏差。
2014-11-16 cond-mat.mes-hall
Parity qubits and poor man's Majorana bound states in double quantum dots
我们研究了一个双量子点通过一个共同的超导导线连接，并表明该系统可以调谐到主机一个马约拉纳束缚态（MBS）的每个点。我们称它们为“穷人的马约拉纳束缚态”，因为它们不受拓扑保护，但在其他方面共享拓扑超导体中形成的MBS的属性。我们描述了两个空间上分离的MBS存在的条件，其中包括在两个点的自旋简并打破，在不同的方向极化的自旋。因此，我们建议使用磁场配置，其中两个点上的场方向形成角度。通过控制该角度，交叉Andreev反射和隧道振幅可以被调谐为近似相等，这是形成MBS的要求。我们表明，在两个马约拉纳编码的费米子态构成一个奇偶量子比特，这是非本地的，只能通过探测两个点同时测量。使用多粒子的MBS的基础上，我们讨论了相互作用的作用，并表明，点间的相互作用总是解除简并。我们还展示了如何MBS可以探测运输测量，并讨论了如何结合几个这样的双点系统允许纠缠的奇偶量子位和测量他们的退相时间。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Search for Majorana fermions in superconductors
这是一个学术讨论会式的介绍，介绍了超导体中的中隙激发，称为马约拉纳费米子。这些难以捉摸的粒子，相当于它们自己的反粒子，在自然界中可能存在也可能不存在，作为基本的积木，但在凝聚态物质中，它们可以由电子和空穴激发构造而成。我们需要的是一个超导体来隐藏电荷差异，以及一个拓扑（Berry）相位来消除零点运动的能量差异。一对相距甚远的马约拉纳费米子，束缚在磁性或静电缺陷上，具有非阿贝尔交换统计。在这个马约拉纳对中编码的量子比特预计将具有异常长的相干时间。我们讨论的策略，以检测拓扑超导体中的马约拉纳费米子，以及可能的应用在量子计算机。的实验搜索的状态进行了审查。内容：一.它们是什么？（它们在粒子物理学中的起源;它们在超导体中的出现;它们在量子计算中的潜力）如何制作它们（肖克利机制;手征p波超导体;拓扑绝缘体;半导体异质结构）如何检测它们（半整数电导量子化;非局域隧穿; 4π周期约瑟夫森效应;热金属-绝缘体转变）IV.如何使用它们（拓扑量子比特;读出;编织）五、实验进展展望[预定于《凝聚态物理年度评论》第4卷]
2012-04-12 cond-mat.mes-hall
Transport in a hybrid normal-topological superconductor Kondo model
我们研究了近藤机制中量子点的平衡和非平衡输运，该量子点嵌入在正常金属和拓扑超导体之间，在其端点处支持Majorana束缚态。我们发现，近藤物理显着修改的存在下的马约拉纳模式。当Majorana模耦合时，除了近藤尺度$T_K$之外，出现了一个新的能量尺度$T^*\ll T_K$，它控制着系统的低能物理。在低温下，对于低于$T^*$的频率，交流电导被抑制，而噪声频谱获得$\sim ω^3$依赖性。在高温下，$T \gg T_K$的微分电导中的规则对数依赖性也受到影响。在非平衡条件下，特别是在$\{T, B\}\to 0$极限下，微分电导变为负值。这些发现表明，在运输的变化可能作为线索，检测在这样的系统中的马约拉纳束缚态。在所使用的方法方面，我们通过微扰和重整化群的方法相结合的传输特性。
2014-09-03 cond-mat.mes-hall
All-electrically reading out and initializing topological qubits with quantum dots
我们分析了在一维半导体纳米线中，弱耦合到单能级量子点（QD）的拓扑量子比特的读取和初始化。结果表明，当通过调节门电压使Majorana费米子熔合时，可以通过量子点在一个能量窗口内的占据直接读出拓扑量子比特。量子比特的初始化也可以通过调节量子点上的栅极电压来实现，其中总费米子宇称守恒。因此，读取和初始化过程都可以以全电气方式实现。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dissipation-Induced Steady States in Topological Superconductors: Mechanisms and Design Principles
L.D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）；Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center KSC SB RAS（基连斯基物理研究所，俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心联邦研究中心）；Laboratory for Condensed Matter Physics, HSE University（高等经济大学凝聚态物理实验室）
研究拓扑超导体中非平衡退相干稳态的条件，通过环境耗散场影响下存在不成对马约拉纳模式的拓扑超导体，建立平衡马约拉纳零模与非平衡动能零模之间的对应关系，并提出通过控制耗散工程稳定退相干稳态的方法。
2026-02-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multi-level effects in quantum-dot based parity-to-charge conversion of Majorana box qubits
基于量子点的宇称-电荷转换是一种很有前途的读出非局域编码成马约拉纳零模对的量子信息的方法。为了获得相当大的宇称电荷可见性，适当地调整点模式和马约拉纳模式之间的隧道耦合的相对相位是至关重要的。然而，在存在多个准简并点轨道的情况下，单独调谐所有耦合通常在实验上是不可行的。本文表明，这样的配置可能难以避免破坏性的多轨道干涉效应，大大降低了读出的可见性。我们使用Lindblad量子主方程来分析这种效应。这揭示了实验相关的系统参数如何增强或抑制的可见性时，强大的充电能量，测量耗散，最重要的是，多轨道干扰占。特别是，我们发现，一个中间的时间读出可以减轻一些干扰相关的能见度降低影响的静止限制。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current via an isolated Majorana zero mode
本文研究了$s$波与拓扑超导体结中的平衡直流约瑟夫森电流。从$s$波超导引线的库珀对可以通过结附近的未成对马约拉纳零模或通过上述间隙连续态转移到拓扑侧。我们发现，马约拉纳贡献的超电流可以打开时，在传统的铅的时间反演对称性被打破，例如，通过外部施加的磁场诱导塞曼分裂。此外，如果磁场有一个分量的方向上的有效自旋轨道场，将有一个马约拉纳诱导的异常超导电流在零相位差。这种行为可以作为马约拉纳零模式的签名特征，并且可以访问仅具有超导接触的设备。
2021-02-08 cond-mat.mes-hall
Dissipative spin dynamics near a quantum critical point: Numerical Renormalization Group and Majorana diagrammatics
我们对具有幂律态密度J（ω）=ω^s（0<s<1）的亚欧姆自旋玻色子模型进行了广泛的研究，重点研究了三种可能的自旋分量的平衡动力学，从非常弱的耗散到量子临界状态。两个互补的方法，玻色数值重整化群（NRG）和马约拉纳热力学，被用来探索在广泛的参数范围内的物理性质。我们表明，玻色子自能是描述临界涨落的关键因素，但也需要引入多体顶点修正，以便获得图解与数值模拟的定量一致性。我们的结果表明，在耗散模型超出布洛赫-雷德菲尔德制度的平衡动力学应该重新考虑在长时间的限制。考虑到自旋玻色子哈密顿量也是量子临界性的玩具模型，这里获得的一些见解可能与更高维度中电子与玻色子耦合的场论有关。
2011-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Electron correlation effects in superconducting nanowires in and out of equilibrium
一维纳米线与强自旋轨道耦合和邻近诱导的超导性被预测表现出拓扑超导性与凝聚态物质类似的马约拉纳费米子。在这里，非平衡格林函数的方法与广义Kadanoff-Baym anomaly的研究电子关联效应和它们的作用在拓扑超导相平衡和不平衡。电子相关效应被发现会影响关于零能量马约拉纳状态的瞬态签名，当超导纳米线受到外部扰动，如磁场淬火，激光脉冲激励，并耦合到偏置正常金属引线。
2021-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The influence of the Majorana non-locality on the supercurrent
研究了两端具有马约拉纳束缚态的拓扑超导纳米线与s波超导体之间的平衡约瑟夫森电流。在一个低能量的模型，我们分析表明，MBS的非局部性允许一个有限的超电流流动，否则将消失。特别是，我们发现临界电流是在隧道接触的位置处的马约拉纳波函数的自旋倾斜角的差异的函数。我们补充我们的分析计算，通过数值求解全紧束缚模型，并显示如何提取的主要功能的低能量模型的临界电流使用现有的实验技术。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall
AC Josephson effect in finite-length nanowire junctions with Majorana modes
已经预测，由具有马约拉纳束缚态（MBS）的拓扑纳米线制成的超导结表现出反常的4π周期约瑟夫森效应。然而，找到一个具有这些非常规性质的实验装置是一个严峻的挑战：对于有限长的导线，平衡超电流总是2π周期的，因为具有相同费米子宇称的状态的反交叉是可能的。然而，我们发现，异常生存的交流约瑟夫森效应的瞬态制度。此外，由于量子芝诺效应，瞬态被准粒子中毒保护免受衰变，这固定了马约拉纳量子比特的奇偶性。由此产生的长寿命的交流约瑟夫森瞬变可以有效地用于检测MBS。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Majorana entropy revival via tunneling phases
测量马约拉纳熵$S_M=k_B\log(2^\frac{1}{2})$可以唯一地揭示纳米级器件的初始平衡态是否具有马约拉纳性质，并且后续操作处理非阿贝尔马约拉纳束缚态的基本非局部对，而不是平凡的或其他偶然的非阿贝尔状态。然而，在实际的设置中，两个马约拉纳模式都不可避免地涉及隧道过程。我们表明，即使当一个马约拉纳模式的隧穿振幅显着抑制，马约拉纳熵废墟和简单的实验将在一般检测熵$S\ll S_M$。为了避免这个普遍的问题，我们提出了一种机制的马约拉纳熵复苏通过隧道阶段的马约拉纳模式，并证明，要成功地观察到普遍的马约拉纳高原$S=S_M$一个应该智能地调整隧道阶段，而不是让他们不受控制。适当的马约拉纳熵测量的实际可行性支持的一个例子，以及在现代实验室实现的参数。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Finding Hidden Numbers with Majorana-based Topological Quantum Algorithms: Simulation of the Bernstein-Vazirani Algorithm
本文在二维磁体–超导体混合结构中首次完整模拟 Bernstein-Vazirani 算法，提出基于 Majorana 零模的优化编织协议与可扩展架构，并通过非平衡态密度和电荷密度实现时空可视化。
2025-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dissipative Floquet Majorana modes in proximity-induced topological superconductors
我们研究了一个现实的Floquet拓扑超导体，一个周期性驱动的纳米线接近平衡的s波超导体。由于超导邻近效应引起的能量和密度波动，Floquet Majorana线变得耗散。结果表明，在这个耗散系统中，Floquet能带结构仍然保持不变。特别是，我们发现，Floquet马约拉纳零和π模式不能再简单地描述Floquet拓扑带理论。我们还提出了一个有效的模型来简化这些Floquet Majoranas的寿命的计算，并发现寿命可以工程的外部驱动场。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observing Majorana Bound States in p-wave Superconductors Using Noise Measurements in Tunneling Experiments
在手征p波超导体的边缘或涡核处的零能束缚态应该表现为马约拉纳费米子。我们引入一个模型哈密顿描述的隧穿过程时，电子注入到这样的状态。使用非平衡格林函数的形式主义，我们找到确切的解析表达式的隧道电流和噪声，并确定实验签名的majorana性质的束缚态中发现的散粒噪声。我们讨论的背景下，不同的候选材料，支持三重态超导的结果。实验验证中能隙态的majorana性质对拓扑量子计算的前景具有重要意义。
2007-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana transport in superconducting nanowire with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
超导实验是探测固态系统中马约拉纳费米子的关键技术。利用Keldysh非平衡格林函数方法研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的超导纳米线中的多引线隧穿。在我们的实验装置中出现了一个零偏置的\textit{dc}电导峰，这表明了Majorana费米子的存在，与前人在InSb纳米线上的实验结果一致。有趣的是，由于马约拉纳费米子的奇异性质，存在一个空穴传输通道，使得电流在左右引线处不对称。本文还研究了Majorana费米子介导的\textit{ac}电流响应。为了讨论库仑相互作用和无序对马约拉纳纳米线输运性质的影响，我们采用重整化群方法研究了该纳米线的相图。发现在超导电性和无序性的相互作用下存在拓扑相变。我们发现Majorana输运在超导主导的拓扑相中保持不变，而在无序主导的非拓扑绝缘体相中被破坏。
2015-02-22 cond-mat.mes-hall
Encoding relativistic potential dynamics into free evolution
我们提出了一种方法来模拟狄拉克或马约拉纳方程下的潜力与使用相应的自由演变，而潜在的动力学编码在一个静态变换的初始状态。我们将我们的结果扩展到相互作用的两体系统。
2012-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing the Design Space of InSb Topological Superconductor Nanowires for the Realization of Majorana Zero Modes
本文通过理论计算与基于非平衡格林函数的量子输运分析，探究了InSb拓扑超导纳米线承载Majorana零模的适宜性，确定了由磁场和电化学势定义的最佳设计空间，实现了清晰的零偏置电导峰特征。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A new twist on the Majorana surface code: Bosonic and fermionic defects for fault-tolerant quantum computation
本文提出马约拉纳表面码中扭曲缺陷的统一框架，证明其可编码两倍拓扑保护信息，并实现通用计算，为容错量子计算开辟新路径。
2024-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Observation of Majorana Quantum Critical Behavior in a Resonant Level Coupled to a Dissipative Environment
我们实验研究了一种奇异的电子物质的状态，通过微调到量子临界点（QCP），实现在一个自旋极化的共振水平耦合到强耗散电极。测量了几个近平衡态和远平衡态的输运标度律，并对其进行了理论解释。我们的分析揭示了分裂的共振能级成两个准独立的马约拉纳模式，一个强烈的杂化的铅，和其他紧密绑定的量子点。剩余的相互作用，涉及这些马约拉纳费米子的结果在观察一个惊人的准线性非费米液体散射率在QCP。我们的设备构成了一个可行的替代拓扑超导体作为一个平台，研究强关联效应在马约拉纳物理。
2012-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Accumulation Encoded in Electronic Noise for Mesoscopic Billiards with Finite Tunneling Rates
我们研究了自旋积累（内部水库）的电子输运与隧道和反射的量子点的栅极的影响。在短截线模型中，计算的重点是注入量子点的电子通量的电流-电流关联函数。所使用的线性响应理论允许获得的噪声功率在政权的热交叉作为一个函数的参数，揭示了在水库的自旋极化。计算是在通用群（戴森系综）的非理想，非平衡混沌量子点采用图解积分。我们表明，自旋分布的变化决定显着的改变噪声行为的值接近零的隧道速率，在该制度的强反射的栅极。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Braiding of Majorana Zero Modes in Vortex Cores
本研究通过模拟涡旋核心中马约拉纳零模的编织操作，实现了多种量子门，并验证了其在容错拓扑量子计算中的可行性。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Half-integer charge injection by a Josephson junction without excess noise
拓扑超导体中的约瑟夫森结可以将电荷e/2注入到正常金属接触中，由手性马约拉纳边缘模式携带。在这里，我们解决的问题是，这个半整数电荷是否是一个尖锐的可观察的，没有量子涨落。因为马约拉纳模式是无隙的，所以它们支持零温度下平衡的电荷波动。但我们发现由e/2电荷转移引入的脱离平衡的过量噪声消失了。我们讨论了一种策略，以减少平衡的波动，通过重尾的时间依赖性的检测效率，以实现几乎无噪声的半整数电荷转移。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stabilization of a Majorana Zero Mode through Quantum Frustration
我们分析了一个系统，其中拓扑马约拉纳零模（tMZM）与量子阻挫产生的马约拉纳（fMZM）相结合，产生一个新的基态。我们研究的系统结合了两个部分，一个接地的拓扑超导导线，其两端有两个tMZM，和一个连接到两个耗散引线的谐振量子点。具有耗散引线的量子点产生有效的双通道近藤（2CK）态，其中量子挫挫在量子点处产生隔离的fMZM。我们发现，耦合点的拓扑线的一端稳定的tMZM在另一端。通过三种途径得到这些结果：（i）通过辅助检测器量子点计算电导，（ii）重整化群（RG）参数和g-定理，（iii）通过检测器点计算I（V）曲线和散粒噪声S（V）的完全非平衡态.除了提供实现未配对的马约拉纳零模式的途径之外，该方案还提供了存在2CK挫折诱导的马约拉纳的明确签名。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Full Counting Statistics for a Single-Electron Transistor, Non-equilibrium Effects at Intermediate Conductance
我们评估了具有中等强度隧道电导的单电子晶体管的电流分布。使用Schwinger-Keldysh方法和雄蜂（Majorana）费米子表示，我们占系统参数的重整化。非平衡效应导致电荷态能级的寿命变宽，从而抑制大的电流波动。
2005-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Enhanced orbital magnetic field effects in Ge hole nanowires
空穴半导体纳米线由于具有强的自旋轨道相互作用（SOI），是一种很有希望的自旋量子位和拓扑量子位的马约拉纳束缚态的载体。这些系统的性质在很大程度上取决于横截面的设计和应变，以及外部电场和磁场。在这项工作中，我们详细分析了SOI和$g$因子对轨道磁场的依赖性。我们专注于磁场沿轴的NW，其中轨道效应增强，并导致在重整化的有效$g$因子高达$400\,\%$，即使在小值的磁场。我们提供了一个精确的解析解，在锗纳米线的孔，我们推导出一个有效的低能量模型，使我们能够调查的电场施加垂直于NW的效果。我们还详细讨论了应变，生长方向和高能量价带在不同的架构，包括Ge/Si核/壳纳米线，栅极定义的平面Ge的一维通道，弯曲的Ge量子阱的作用。在沿着$[110]$方向生长的核/壳NW中，$g$因子可以是其他生长方向的两倍，这使得该生长方向有利于Majorana束缚态。此外，弯曲的Ge量子阱具有大的有效$g$因子和SOI，同样是托管马约拉纳束缚态的理想选择。引人注目的是，因为这些量与电场无关，所以在弯曲的量子阱中编码的空穴自旋量子比特是很好的近似，不受电荷噪声的影响，显著提高了它们的相干时间。
2022-12-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measuring Majorana fermions qubit state and non-Abelian braiding statistics in quenched inhomogeneous spin ladders
本文研究了自旋梯模型中的Majorana费米子。我们提出并数值计算了通过测量淬灭非均匀自旋梯中的熔合激发可以读出MFs量子比特态。此外，我们构造了一个精确可解的T结自旋梯模型，该模型可用于实现微纤维的编织操作。将编织过程模拟为非平衡淬火过程，验证了自旋梯模型中的磁场服从非阿贝尔编织统计。我们的方案不仅为研究微扰的奇异性质提供了一个很有前途的平台，而且在拓扑量子计算中有着广泛的应用。
2013-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Properties of the Majorana-state tunneling Josephson junction mediated by an interacting quantum dot
我们考虑了一个由两个拓扑超导导线组成的约瑟夫森结模型，该结由一个相互作用的量子点介导。从顶部耦合到点的附加正常电极允许探测其态密度。与点相邻的马约拉纳态穿过结并从点中的结合态杂交。点受到由驱动每条线进入拓扑状态的场的叠加产生的有效磁场的作用，这取决于场之间的角度，引入了点有源能级的可变塞曼分裂。我们发现，电子在点的相互作用减少的特性Majoranas零偏置峰所产生的横向电导通过点，并引入一个整体的不对称的电导。他们还将终态Majoranas之间的杂交重正化为更短的导线。马约拉纳自旋极化由点中的有效磁场决定。相位偏置的约瑟夫森电流在热平衡时呈现自旋极化，具有特征的$4π$周期性，当结中存在未成对的Majorana态时，其符号可以改变.我们还观察到自旋相关的马约拉纳态“泄漏”，这可以通过点能级在能级尺度中的位置来控制。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Noisy Braiding of Majorana Modes: A Comparison of Nanowire Trijunction and Quantum-Dot-Assisted Architectures
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）
本文通过模拟含时Bogoliubov–de Gennes动力学，比较纳米线三结与量子点辅助两种马约拉纳模编织架构的噪声性能，发现量子点辅助架构误差更低，慢准静态噪声是其主要限制，为抗噪声量子门设计提供依据。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Nature of the zero-bias conductance peak associated with Majorana bound states in topological phases of semiconductor-superconductor hybrid structures
Rashba自旋-轨道耦合超导体-超导体混合结构在塞曼分裂的存在下已经成为第一个实验上可实现的拓扑超导体支持零能量马约拉纳束缚态。然而，最近的实验研究表明，这些杂化结构与理论预测并不完全一致，例如，观察到的与Majorana束缚态相关的零偏压电导峰（ZBCP）的高度小于预测的量子化值2e^2/h的10%。我们试图了解最近的实验和早期的理论之间的各种差异的来源，从微观理论和研究在这些系统中的非平衡输运在任意温度和外加偏压。我们的方法涉及量子朗之万方程和非平衡格林函数。在这里，我们能够模拟一维超导体-超导体混合结构与金属引线之间的隧道耦合，研究隧道耦合对ZBCP高度和子带电导的作用，预测随着超过临界场的磁场的增加ZBCP分裂的性质，显示ZBCP随着门控现场电位的增加的行为。研究了拓扑量子相变过程中全微分电导的演化。当外加磁场比Rashba分裂大得多，体能隙大大减小时，我们发现即使在比外加磁场大得多的现场势下也存在ZBCP。即使在零温度下，相应的ZBCP的高度也取决于隧道耦合，并且可以远小于2e^2/h。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fraunhofer pattern in the presence of Majorana zero modes
本研究提出一种在含量子自旋霍尔边缘态与马约拉纳束缚态的约瑟夫森结中，通过夫琅禾费图样周期性变化检测MBSs的新平台，该方案抗干扰性强，还构建了散射模型并拓展了相关讨论。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall
Conductance Spectroscopy of Majorana Zero Modes in Superconductor-Magnetic Insulating Nanowire Hybrid Systems
最近，人们对超导体-磁绝缘体混合Rashba纳米线装置产生了兴趣，该装置可能在较小的外部塞曼场处承载马约拉纳零模式。使用非平衡格林函数技术，我们开发了一个量子输运模型，占准粒子动力学之间的相互作用，在超导体-磁性绝缘体双层结构和通过Rashba纳米线的运输过程。我们提供了一个三端设置的分析，以探测清洁和无序纳米线的本地和非本地电导。我们揭示了能隙的闭合和重新打开，随后出现了近零能态，这可以归因于清洁极限中的拓扑零模。在无序势的存在下，平凡的Andreev束缚态可能会形成让人想起拓扑零模式的签名。我们的研究结果提供了基于运输的制度，支持在这些混合系统中形成的马约拉纳模式的分析，同时调查设备上的混乱的影响。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of supercurrent sign reversal in a topological junction with a quantum dot
验证马约拉纳的实验技术是当前的兴趣。一个突出的测试是Majoranas对通过正常结连接的两条导线之间的约瑟夫森电流的影响。在这里，我们研究了连接两个超导体的量子点的情况以及在巨正则平衡条件下平凡和拓扑区域中的超导电流的符号，明确地允许宇称变化，例如，准粒子中毒我们发现，著名的超导反转的奇占用的量子点（π结）在平凡的情况下，不会发生在存在的Majoranas的电线。然而，我们也发现这仅仅是马约拉纳是零能态的结果。因此，超导符号反转的缺乏也可能是由平凡的束缚态引起的，因此不是马约拉纳的区别性特征。
2020-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mean Field Decoupling of Single Impurity Anderson Model through Auxiliary Majorana Fermions
本研究提出借助辅助Majorana费米子对单杂质Anderson模型进行平均场解耦的方法，揭示了零温平衡相变行为及不同淬灭条件下的时间演化规律，推测存在动力学相变分隔两种长时间行为区域。
2025-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect in a quantum dot embedded between topological superconductors
在这篇文章中，我们研究了通过近藤区的单能级量子点的量子输运，耦合到电流引线和嵌入在两个一维拓扑超导体之间，每个托管马约拉纳零模在其端部。采用平均场有限$U$辅助玻色子近似对量子点中的近藤效应进行了模拟，并采用非平衡格林函数方法进行了求解.首先，我们计算了量子点的态密度，然后计算了通过量子点的电流和微分电导，以表征近藤共振和马约拉纳零模之间的相互作用。结果表明，Majorana零模的存在改变了近藤共振态密度的反共振结构，从而获得了可测电流和微分电导的自旋分辨行为.我们相信我们的发现可能有助于理解与马约拉纳零模相关的近藤效应的行为。
2022-05-23 cond-mat.mes-hall
