Majorana boundary modes in Josephson junctions arrays with gapless bulk excitations
在固态物理学中对马约拉纳束缚态的研究仅限于在其体光谱中显示间隙的材料。我们表明，这种不成对的状态出现在某些准一维约瑟夫森结阵列与无隙体激发。通过Ruderman-Kittel-Yosida-Kasuya机制，体模介导了Majorana束缚态之间的耦合。因此，最低能量的二重态获得有限的能量差。对于现实的一组参数，即使对于长度为$L \sim 10$的短链，这种能量分裂仍然比体本征态的能量小得多。
2015-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Braiding rule of boundary Majorana-like zero mode
本文揭示了涡旋织构Kekulé调制石墨烯边界附近可调谐的类马约拉纳零模的编织规则，证明其受一维边界态Zak相保护，并提出了声学晶体实现方案，为拓扑态编织提供新自由度。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall
Advantages of using YBCO-Nanowire-YBCO heterostructures in the search for Majorana Fermions
我们提出了一个替代的平台，观察固态系统中的马约拉纳束缚态。高临界温度的铜氧化物超导体可以通过邻近效应在具有强自旋轨道耦合的准一维纳米线中诱导出超导电性。由于大的间隙值，它们有利于更广泛和更强大的条件范围来稳定马约拉纳费米子，并在实验设计中提供新的功能，该实验由Andreev束缚态的不同色散作为相位差的函数来确定。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermionic influence superoperator for transport through Majorana zero modes
本研究推导了描述电子穿越马约拉纳零模开放量子动力学的费米子影响超算符，构建层级运动方程实现数值计算，提出泛函微分方案给出输运可观测量精确表达式，为马约拉纳物理输运特征分析奠定理论基础。
2025-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb-interaction-induced Majorana edge modes in nanowires
我们发现，马约拉纳边缘模式出现在一个强相关的相位的半导体纳米线与离散的旋转对称的截面。这些模式存在于没有自旋轨道耦合，磁场和超导性。它们的出现纯粹是由于三维库仑相互作用和轨道物理学的结合，这产生了一个费米子凝聚体，表现出拓扑基态简并在一个部门的频谱，这是缺口的连续模式。间隙可以在幅度上与马约拉纳边缘模式的其他固态候选系统中的拓扑超导能隙相当，并且可以类似地经由隧道光谱来探测。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Next steps of quantum transport in Majorana nanowire devices
马约拉纳零模是服从非阿贝尔交换统计的局域准粒子。编织马约拉纳零模式形成拓扑保护量子操作的基础，这在原则上可以显着减少量子位退相干和器件级的门控制错误。因此，在各种固态系统中寻找Majorana零模是凝聚态物理和量子计算机科学中的一个重要课题。自从在混合超导体-半导体纳米线器件中观察到第一个实验特征以来，这一领域在材料科学、传输实验和理论方面都有了巨大的发展。虽然基于这些马约拉纳纳米线制造第一个拓扑量子比特目前仍在进行中，但近期仍在进行几个相关的重要传输实验。这些不仅将作为中间步骤，而且还将从更基本的方面展示马约拉纳物理学。从这个角度来看，我们总结了这些关键的马约拉纳实验和潜在的挑战。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall
Topological Superconducting Vortex From Trivial Electronic Bands
超导涡旋是囚禁非阿贝尔Majorana准粒子的理想陷阱。人们普遍认为，无论是正常态还是超导基态波函数的体态拓扑结构，对于固态系统中的马约拉纳零模是至关重要的。这种普遍的信念形成了两个主要的马约拉纳模式的搜索方向，无论是在本征拓扑超导体或平凡的超导拓扑材料。在这里，我们表明，携带马约拉纳超导涡旋是不排他的体态拓扑，但可以产生从拓扑平凡的量子材料以及。我们预测，在超导碲汞类材料的平凡带是负责诱导异常涡旋拓扑物理，超越任何现有的理论范式。文中还讨论了应变控制的Majorana工程可行方案和涡旋Majorana模态的实验特征。我们的工作提供了新的指导方针，在一般超导体的涡旋为基础的马约拉纳搜索。
2023-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Majorana edge state in a quantum anomalous Hall insulator-superconductor structure
在认识到使用固态物质的构建块实现马约拉纳费米子的可能性之后，这种奇特粒子的探测一直是研究的热点。在这里，我们实验证明了一个收集的马约拉纳费米子生活在一个一维的传输通道的超导量子反常霍尔绝缘体薄膜的边界。一系列的拓扑相位的变化是由磁化的反转，其中半整数量化的电导坪（0.5e2/h）被观察到作为一个明确的签名的马约拉纳阶段控制。这种传输签名可以很好地重复在许多磁反转扫描，并可以在不同的温度下跟踪，提供了一个有希望的证据手性马约拉纳边缘模式的系统。
2016-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence of Majorana Zero Modes in Josephson Trijunctions
在容错拓扑量子计算中，零偏压电导峰作为Majorana零模的必要特征在许多固态系统中被观测到。在这里，我们提出的签名MZMs的相位敏感实验上的约瑟夫森三结上构建的三维拓扑绝缘体的表面上。我们观察到，在三结中心的minigap被保护，以关闭相空间中的扩展区域，原则上支持Fu和Kane在2008年提出的Majorana相图。我们的研究为进一步编织MZM和在可扩展的二维平台上探索TQC铺平了道路。
2019-04-04 cond-mat.mes-hall
Evidence of Majorana fermions in an Al - InAs nanowire topological superconductor
马约拉纳费米子是唯一被认为是自己的反粒子的费米子粒子。虽然马约拉纳型的基本粒子还没有被发现，但具有马约拉纳性质的准粒子，从固体中相互作用的电子中产生，被预测存在。在这里，我们提出了彻底的实验研究，支持数值模拟，一个系统组成的铝超导体在砷化铟纳米线附近，后者具有很强的自旋轨道耦合。一个诱导的一维拓扑超导体-在两端支持马约拉纳费米子-预计将形成。我们专注于一个独特的零偏置电导峰（ZBP）的特点，其分裂的能量，都出现只有一个小的磁场沿导线施加。ZBP被发现在很宽的系统参数范围内与费米能稳健地联系在一起。虽然没有提供一个明确的证明马约拉纳状态，所提出的数据和模拟强烈支持它的存在。
2012-07-28 cond-mat.mes-hall
Exchange operation of Majorana zero modes in topological insulator-based Josephson trijunctions
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；College of Physics, Nanjing University（南京大学物理学院）
本文报告了在拓扑绝缘体表面多三结约瑟夫森器件中创建、操控和交换马约拉纳零模的实验进展，观察到符合Fu-Kane模型的隙内态迁移特征，为实现拓扑量子计算中的编织操作提供了关键途径。
2025-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Decay rates for topological memories encoded with Majorana fermions
最近，已经有许多提议在固态异质结、超导导线和光晶格中产生Majorana零模。然而，存储在由这些模式构造的量子比特中的信息受到保护，免受各种形式的退相干。在这里，我们表明情况并非如此。我们提出了一个通用的方法来研究这些模式的外部扰动的影响。我们专注于不同的马约拉纳模式之间没有直接或通过中介费米子的相互作用的情况下。为了量化存储在马约拉纳模式中的信息的丢失率，我们研究了由它们构建的量子比特的两次量子化器。我们分析了一个通用的带隙费米环境（浴）通过隧道与量子位的不同组件（不同的马约拉纳模式）的相互作用。我们发现，静态（与时间无关）扰动是无害的，只是导致耗尽的信息存储饱和的长时间限制。另一方面，我们发现显着不同的结果动态（时间依赖）系统，没有一致性生存在很长的时间限制。特别是，我们发现，在费米子浴模式的失相和能量波动有不利影响的马约拉纳记忆。
2011-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Topological Superfluids with Finite Momentum Pairing and Majorana Fermions
马约拉纳费米子，量子粒子，是自己的反粒子，不仅在基本粒子物理学和暗物质中具有根本的重要性，而且是容错量子计算的基石。近年来，Majorana费米子在固态和冷原子系统中得到了广泛的研究。这些研究通常基于两个具有相反动量的费米子之间的超导配对（\textit{% i.e.}，零总动量）。另一方面，有限总动量库珀对，被称为富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫（FFLO）状态，在50年前被预测，然后在物理学的许多分支中被广泛研究。然而，FFLO超导体是否也可以支持马约拉纳费米子还没有被探索。在这里，我们表明，马约拉纳费米子可以存在于某些类型的缺口FFLO状态，产生一种新的拓扑量子物质：拓扑FFLO超流体/超导体。我们使用自旋轨道耦合简并费米气体证明了这种拓扑FFLO超流体和相关的Majorana费米子的存在，并推导出它们的物理参数区域。讨论了拓扑FFLO超导体在半导体/超导体异质结构中的潜在应用。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Floquet Majorana zero and $π$ modes in planar Josephson junctions
我们展示了如何Floquet马约拉纳费米子可以通过实验实现定期驱动的固态平台。该系统包括由包含具有Rashba自旋轨道耦合和塞曼场的2D电子气（2DEG）的邻近异质结构制成的平面约瑟夫森结。我们将结的亚能隙Andreev束缚态映射到一个有效的一维Kitaev模型中，该模型包含长程跳跃和配对项。使用这个有效的模型，我们研究了系统的化学势的周期性驱动的响应，通过微波通过顶栅施加。我们使用散装Floquet拓扑不变量的零和$π$马约拉纳模式的实验现实参数的数量来表征系统。我们提出了这些模式的微分电导和局域态密度的签名。一个值得注意的特点是，当马约拉纳零和$π$模式都存在时，驱动器的次谐波响应，从而打开了使用此功能来清楚地识别马约拉纳模式的可能性。我们强调了这些功能的鲁棒性的混乱，并表明，尽管杂交由于长的本地化长度，次谐波响应的主要功能仍然是可识别的实验系统，是容易接近。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
From edge to bulk: Cavity induced displacement of topological non-local qubits
我们研究了选择性腔耦合到拓扑链的能力，用于剪裁Majorana费米子的连接性。我们展示了如何拓扑量子比特（TQs），与非本地马约拉纳费米子配对，可以从边缘移动到大部分的拓扑链，通过选择性地访问与特定的物理站点的光物质相互作用。特别是，我们提出了一个全面的DMRG研究的基态功能在不同的链腔耦合的几何形状和验证分析的见解，在强耦合制度。这种新的马约拉纳费米子关联产生过程具有新的腔光子特征。此外，通过考虑腔-物质耦合强度突然猝灭后的时间演化，我们表明，高非平凡物质（Majorana）相关性的发展在腔中留下了可测量的非经典光子印记。因此，提供了在任意长度的拓扑链中动态产生TQ非局域关联的新方法，为混合光子固态系统中的可控长程纠缠开辟了替代途径。
2023-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Experimental and materials considerations for the topological superconducting state in electron and hole doped semiconductors: searching for non-Abelian Majorana modes in 1D nanowires and 2D heterostructures
在s波超导体附近，具有相当大的自旋轨道耦合和塞曼分裂的一维或二维电子或空穴掺杂的半导体杂质半导体可以支持拓扑超导（TS）态。半导体TS状态具有马约拉纳费米子作为在序参量缺陷（例如涡旋和样品边缘）处的局部零能量激发。在这里，我们研究了半导体表面淬火无序对电子和空穴掺杂半导体杂质半导体中TS态稳定性的影响。通过考虑时间反演对称性破缺（由于塞曼分裂）和无序的相互作用，我们推导出TS态超导准粒子能隙的无序抑制的表达式。我们的结论是，无序的影响可以通过增加自旋轨道能量与塞曼分裂的比例最小化。通过给出明确的数字，我们表明，一个稳定的TS状态是可能的，在电子和空穴掺杂的杂质半导体的实验现实值的参数。我们讨论可能合适的半导体材料，这应该是领先的候选人在固态系统中的马约拉纳搜索。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Number conserving analysis of measurement-based braiding with Majorana zero modes
基于马约拉纳的量子计算试图以马约拉纳零模式对信息进行非局部编码，从而将量子比特状态与局部噪声环境隔离开来。除了长的相干时间，基于马约拉纳的量子计算的吸引力依赖于实现拓扑保护的Clifford门免受编织操作。最近的工作表明，平均场BCS计算可能无法解释非普遍的修正马约拉纳编织操作。这样的错误对于基于马约拉纳的拓扑量子计算方案是有害的。在这项工作中，我们发展了一种粒子数守恒的方法，用于基于测量的拓扑量子计算，并研究了量子相位涨落的影响。我们证明了辫子变换确实是拓扑保护的电荷保护马约拉纳为基础的量子计算计划。
2020-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Hybrid light-matter networks of Majorana zero modes
拓扑激发，如马约拉纳零模，是编码量子信息的一种有前途的途径。马约拉纳量子比特的拓扑保护门，基于它们的编织，将需要某种形式的网络。在这里，我们建议建立这样一个网络纠缠马约拉纳物质与光在微波腔QED设置。我们的计划利用了光诱导的相互作用，这是普遍的所有马约拉纳纳米级电路平台。这种效应源于物理马约拉纳模式的一维链中的光-物质耦合的参数驱动。我们的设置能够实现马约拉纳量子计算平台所需的所有基本操作，例如融合，编织，关键的T门，读出，以及重要的是，物理马约拉纳模式的稳定或校正。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hierarchical Majoranas in a Programmable Nanowire Network
我们提出了一个分层的架构，用于建立“逻辑”马约拉纳零模式使用“物理”马约拉纳零模式的半导体纳米线的六边形网络的Y-结。每个Y结包含三个“物理”马约拉纳，当它们靠近放置时会杂交，产生一个接近零能量的有效马约拉纳模式。相邻Y型结上的有效马约拉纳模式的杂交由蜂窝网络的链接上施加的栅极电压控制。这就产生了一个可调的紧束缚模型的有效马约拉纳模式。我们表明，选择的门电压，产生一个凯库勒涡模式的杂交振幅的集合产生一个紧急的“逻辑”马约拉纳零模式绑定到涡核。逻辑马约拉纳的位置可以通过编程门电压值随时间变化来自动调整，\textit{without}移动任何“物理”马约拉纳或关闭任何能隙。支持多个这样的“逻辑”马约拉纳零模式的纳米线网络提供了用于以完全可控的方式执行绝热非阿贝尔编织操作的物理平台。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Model for missing Shapiro steps due to bias-dependent resistance
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
本文提出了一种现象模型，通过抑制奇数Shapiro步来解释传统约瑟夫森结中缺失Shapiro步的现象。
2025-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermion parity and quantum capacitance oscillation with partially separated Majorana and quasi-Majorana modes
本文研究了无序半导体超导体量子点系统中磁通诱导的量子电容振荡，发现该振荡不仅源于拓扑保护的马约拉纳零模，也可源于部分分离的马约拉纳模式或拓扑平庸相的准马约拉纳模式，指出仅观测到该振荡不足以证实拓扑马约拉纳零模的存在。
2025-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effects of disorder on Coulomb-assisted braiding of Majorana zero modes
一维拓扑超导体中的Majorana零模服从非阿贝尔编织统计。编织操作可以通过控制混合Majorana-transmon器件中的库仑耦合来实现。然而，强烈的无序可能会导致意外的马约拉纳模式，这是预期有不利影响的编织统计。然而，我们表明，库仑辅助编织协议也有效地实现了在偶然模式的存在下。如果计算的马约拉纳模式的耦合的偶然的是远远弱于最大库仑耦合的编织周期中发生的错误是小的。
2013-10-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quasiparticle poisoning rate in a superconducting transmon qubit involving Majorana zero modes
由于Majorana零模在容错拓扑量子计算中的应用前景，它一直受到人们的广泛关注。近年来，人们提出了一些利用超导量子比特探测和操纵马约拉纳零模的方案。然而，操纵和读取马约拉纳零模必须保持在准粒子中毒的时间窗口。在这项工作中，我们研究了分裂transmon量子比特中的准粒子中毒问题，该量子比特包含含有Majorana零模的混合约瑟夫森结。我们证明了Majorana耦合将导致宇称混合和4π Josephson效应。此外，我们还得到了依赖于量子位参数的宇称切换率的表达式，并证明了通过量子位设计降低E_J/E_C可以大大抑制准粒子中毒。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Irrational Non-Abelian Statistics for Non-Hermitian Generalization of Majorana Zero Modes
在凝聚态物理中，马约拉纳零模（或马约拉纳费米子）的非阿贝尔统计非常重要，非常奇特，而且完全可靠。寻找Majorana零模并验证相应的非阿贝尔统计量是凝聚态物理的一个重要前沿。在这封信中，我们推广的马约拉纳零模式的非厄米特（NH）拓扑系统，显示普遍的，但完全不同的性质，从厄米特同行。基于NH-Majorana零模，定义了正交非定域Majorana量子比特。特别地，由于粒子-空穴对称性破缺，NH Majorana零模具有无理的非阿贝尔统计，具有从π/8到3 pi/8的连续可调谐的编织Berry相位。这与通常的非阿贝尔统计中的固定辫子Berry相位π/4有很大的不同，成为“无理拓扑现象”的一个例子。以一维NHKitaev模型为例，数值验证了两个NHMajorana零模的无理非阿贝尔统计。数值结果与理论预测完全一致。通过编织这两个零模，可以达到π/8门，从而使普适拓扑量子计算成为可能。
2021-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum simulation of Dirac fermion mode, Majorana fermion mode and Majorana-Weyl fermion mode in cavity QED lattice
量子模拟的目的是使用强调相同数学模型的可控实验室系统来模拟量子系统。腔QED晶格系统是模拟相对论量子效应规定系统。在腔QED格子中，我们量子模拟了Dirac费米子模、Majorana费米子模和Majorana-Weyl费米子模以及它们之间的交叉。我们还提出了不同模式激发的场算符之间的不同解析关系。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Distinguishing between Topological and Quasi Majorana Zero Modes with a Dissipative Resonant Level
区分拓扑马约拉纳零模式和准马约拉纳模式-平凡的低能量Andreev束缚态-是实现拓扑混合纳米线器件的重要一步。我们建议，这种区别可以通过连接一个混合纳米线的耗散谐振水平实现的量子点弱耦合到高电阻引线。我们表明，定性的谐振水平零偏置电导峰的宽度的温度标度提供了一个独特的真正的马约拉纳零模式的签名。由一个真正的马约拉纳零模式诱导的简并进一步示出，以稳定此电导峰对粒子-空穴不对称性。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Persistent current and zero-energy Majorana modes in a p-wave disordered superconducting ring
本文讨论了在一个无序的有限长p波一维超导环中零能Majorana模的出现，该超导环被一个在适当值$Φ=Φ_*$上调谐的磁通量$Φ$穿透。在没有费米子宇称守恒的情况下，我们通过观察在$Φ=Φ_*$的持续电流$I[Φ]$的不连续性来证明马约拉纳模式的出现。通过监测$I[Φ]$中的不连续性，我们在参数空间中映射出了无序环中Majorana模出现的区域。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Partial Equilibration of the Anti-Pfaffian edge due to Majorana Disorder
我们考虑反Pfronan量子霍尔态在$ν=5/2$的边缘模式的电平衡和热平衡，由于隧道的Majorana边缘模式被困Majorana零模式的散装。这种隧穿打破平移不变性，并允许马约拉纳和其他边缘模式之间的散射，在这样的方式，有一个参数的差异之间的长度尺度的平衡整数和玻色模式之间的电荷和热传输的一方面，和热平衡的马约拉纳边缘模式的另一方面。我们讨论了一种参数机制，在这种机制中可以解释最近观察到的量子化热输运[Banerjee et all，Nature 559，7713（2018）]。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Search for non-Abelian Majorana braiding statistics in superconductors
这是一个教程审查的方法编织世界线的非阿贝尔任意子（马约拉纳零模式）在拓扑超导体。拓扑量子信息处理的“圣杯”尚未在实验室中实现，但现在存在各种平台，人们可以在其中搜索马约拉纳编织统计。在介绍了编织的基本概念之后，我们讨论了如何能够编织固定的马约拉纳零模，绑定到纳米线的端点，通过在参数空间中执行交换，而不是在真实空间中。我们解释了如何库仑相互作用可以用来控制和读出的编织操作，即使马约拉纳零模式是电荷中性的。我们问融合规则是否可能提供一个更容易的途径对非阿贝尔统计的演示。在最后一部分中，我们讨论了一种方法编织在真实的空间，而不是参数空间，使用涡注入到手性马约拉纳边缘模式作为“飞行量子位”。内容：一.二、导言基本概念（编织的魔力;非阿贝尔统计;融合规则; Clifford Gates;拓扑保护）纳米线中Majorana零模的编织（三点转弯;非阿贝尔Berry相;库仑辅助编织;任意子隐形传态）IV.马约拉纳量子位的读出（马约拉纳干涉测量法;与通量量子位的电感耦合;与transmon量子位的微波耦合;与量子点的电容耦合;随机存取马约拉纳存储器）V.纳米线中马约拉纳零模的融合（线性结或三结;如果我们可以融合，我们需要编织吗？）六.如何编织Majorana边缘模式（超导体中的手征边缘模式;边缘涡旋注入;涡旋算子的构造;边缘涡旋编织）
2020-05-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Majorana Zero Modes Protected by Hopf Invariant in Topologically Trivial Superconductors
马约拉纳零模通常归因于拓扑超导体。我们研究了一类二维拓扑平凡的超导体没有手征边缘模式，但主机强大的马约拉纳零模式的拓扑缺陷。这个最小的单带模型的建设是由霍普夫映射和霍普夫不变量。这项工作将刺激调查的Majorana零模式的超导体在拓扑平凡的制度。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fusion Dynamics of Majorana Zero Modes
University of Melbourne（墨尔本大学）；University of Illinois at Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
研究通过spinless Kitaev模型和spinful模型探讨Majorana零模的融合动力学，验证其在Majorana量子比特读取中的应用。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Majorana fermions in the nonuniform Ising-Kitaev chain: exact solution
基于马约拉纳量子比特的量子计算机将包含大量的零能量马约拉纳态。这个系统可以被建模为一个连接网络的伊辛-基塔耶夫链交替的“平凡”和“拓扑”的区域，与零能量马约拉纳费米子本地化在他们的界面。描述这种网络的理论的低能量部分可以用马约拉纳零模之间的前导阶耦合来表示。我认为一个极小模型表现出四个马约拉纳零模式之间的有效耦合-非均匀伊辛Kitaev链，包含两个“拓扑”区域分开的“平凡”区域。精确求解模型，我表明，对于模型参数的通用值，四个零模式定位在链的四个接口点。在特殊的情况下，额外的反演对称性存在，马约拉纳零模式之间的两个接口点“离域”。在这两种情况下，理论的低能部分都可以用定域的马约拉纳费米子来表述，但是其中一些费米子之间的耦合与它们各自的分离无关：精确解不支持有效低能哈密顿量的“最近邻”形式。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Topological Kondo Device for distinguishing Quasi-Majorana and Majorana signatures
为了确认马约拉纳签名，显着的努力一直致力于区分马约拉纳零模式（MZMs）和空间分离的准马约拉纳模式（QZMs）。由于MZM和QZMs都在电导测量中引起量化的零偏峰值，因此它们的验证任务被认为是非常困难的。在这里，我们提出了一个简单的设备与一个单一的纳米线，该设备可以开发明确的证据拓扑近藤效应在拓扑平凡的阶段与四个量子阱。另一方面，在具有MZM的拓扑超导相中，输运特征显著不同。因此，我们的计划提供了一个简单的方法来区分马约拉纳和准马约拉纳模式。
2020-09-21 cond-mat.mes-hall
Decoherence of Majorana qubits caused by particle-hole conjugation asymmetry
研究了粒子-空穴不对称性对Majorana量子系统性质的影响。粒子-空穴非对称微扰使Majorana零模从零能移动。这种类型的不对称性可以作为Majorana量子比特中退相干的来源。我们发现，粒子-空穴非对称微扰引起了Majorana量子比特的相移和位翻转退相干过程。然而，这些源的退相干是可以忽略不计的空间分离的马约拉纳零模式的均匀系统。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
Phenomenology of Majorana zero modes in full-shell hybrid nanowires
本文研究了全壳混合纳米线中 Majorana 零模的唯象学，通过微观模拟和解析推导计算了不同核心状态下的相图，发现管状核心最有利于产生有能隙的拓扑保护零模，且模式混合扰动能将相图彻底改变，使约一半参数空间出现受保护的零模。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field instability of Majorana modes in multiband quantum wires
我们研究了半导体量子线中的Majorana模的发生，当Rashba相互作用和磁场都存在时，与超导体非常接近。我们考虑长的，但有限的，多带线（即，平面线尺寸$L_x\gg L_y$）。我们的研究结果表明，带间混合来自Rashba自旋轨道项杂交马约拉纳对起源于不同的横模，同时关闭有效的间隙。因此，多个马约拉纳模式一般不会共存。相反，马约拉纳物理是强大的，只有一个单一的横模与马约拉纳对贡献。最后，我们分析了马约拉纳物理的鲁棒性方面的磁轨道效应。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall
Non-Hermiticity stabilized Majorana zero modes in semiconductor-superconductor nanowires
具有非零能量的耦合马约拉纳零模由于附加的动力学相位而通常对非阿贝尔统计有害。然而，我们发现，一个良好连接的铅可以引入一个本地的非厄米耗散项移动的能量的两个耦合马约拉纳模式为零，并令人惊讶地把耦合马约拉纳模式远离铅成一个黑暗的马约拉纳模式与指数小的耗散。这种暗Majorana模克服了部分重叠的Majorana零模的缺点，并具有真正的Majorana零模的性质，如完全的分数约瑟夫森效应和非阿贝尔统计。
2022-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scattering theory of chiral Majorana fermion interferometry
利用散射理论，我们研究了手征马约拉纳费米子模耦合到普通金属引线上构成的干涉仪。我们提出了一种方法，其中也在正常的铅的基态写在马约拉纳模式。因此，每一对电子-空穴态都与一对马约拉纳模相关联。只有一个领导马约拉纳模式耦合到固有马约拉纳模式，而它的合作伙伴是完全反映。类似地，剩余的马约拉纳模式被完全反映，但通常成对混合。我们证明，充电电流也可以表示在马约拉纳模式对之间的干扰。这两个基本的事实允许治疗和理解的手征马约拉纳费米子干涉术的电流和噪声的签名在一个特别优雅的方式。作为应用的特定示例，在其中手性马约拉纳模式形成环路的法布里-珀罗型干涉仪中，来自这样的环路的共振（反共振）总是导致峰值（抑制的）安德烈耶夫微分电导和纯粹源自两个马约拉纳费米子交换的负（正）互相关。这些调查是密切相关的电流和噪声签名的马约拉纳束缚态。
2012-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Distinguishing Majorana Zero Modes from Impurity States through Time-Resolved Transport
利用含时Landauer-B{ü}ttiker理论研究了超导纳米线中的时间分辨电荷输运。我们发现，稳态马约拉纳零偏置电导峰出现瞬态伴随着特征振荡偏置电压淬火后。这些振荡是不存在的一个平凡的杂质状态，否则显示出一个非常相似的稳态信号的马约拉纳零模式。此外，我们发现，Andreev束缚态或准马约拉纳态在拓扑平凡的体相可以引起一个零偏置电导峰，也保留了马约拉纳零模式的瞬态特性。我们的结果表明：（1）时间分辨输运可以作为区分Majorana零模和界面杂质态的探针;（2）准Majorana态模拟了拓扑Majorana零模的瞬态特征，表明准Majorana态也可以作为具有非阿贝尔辫子统计的任意子用于拓扑量子计算.
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
Identifying trivial and Majorana zero-energy modes using the Majorana polarization
本文利用Majorana极化作为实空间拓扑指标，在超导-半导体混合系统中区分平庸零能模与Majorana零能模，并验证其在正常-超导结和Josephson结中的有效性。
2024-10-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Spin polarization of Majorana zero modes and topological quantum phase transition in semiconductor Majorana nanowires
最近的一些工作讨论了凝聚态系统中Majorana零模的自旋极化问题。在这里，我们表明，自旋极化密度的马约拉纳零模式，计算作为一个平均值的自旋算子在其波函数，消失无处不在。因此，单个非简并马约拉纳零模式不耦合到所施加的磁场，除非通过与较高能量的激发态（如果存在）的杂交，这可能扰动其波函数。如果“自旋”的定义只考虑粒子的波函数的组成部分，已经在最近的一些工作，马约拉纳零模式没有一个非零的空间分布的这个数量，可测量的扫描隧道显微镜（STM）的实验。然而，如果这样的量是在自旋分辨隧穿实验（没有空间分辨率）测量，我们表明，它不能被用来作为一个独特的签名的拓扑非平凡超导相的马约拉纳零模式。作为一个副产品，我们表明，在空间非均匀系统中，偶然的零能量模式，这对于所有的实际目的表现为马约拉纳零模式（包括引起高度为2e^2/h的零偏置电导峰），可以出现与增加磁场，即使在没有拓扑量子相变（TQPT）。但只有在间隙闭合和相关的TQPT之后，模式才被定位在系统边缘附近，从而产生最大的拓扑保护。基于这些考虑，证明拓扑保护的Majorana对的非定域性质及其在系统经历TQPT后{ \em}的出现，成为当前在凝聚态系统中寻找Majorana束缚态实验的关键任务.
2016-03-07 cond-mat.mes-hall
Dynamical Majorana Ising spin response in a topological superconductor-magnet hybrid by microwave irradiation
本研究通过调节磁场角度和微波频率，在拓扑超导体-磁体混合体系中实现马约拉纳伊辛自旋动力学的耗散与非耗散切换，并利用增强的吉尔伯特阻尼提供探测方法，为自旋器件创新铺路。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall
Enhancement of the thermoelectric effect due to the Majorana zero modes coupled to one quantum-dot system
通过考虑马约拉纳零模横向耦合到量子点，我们评估了一个单点系统的热电效应。计算结果表明，当一个马约拉纳零模耦合到点上时，热电效应会发生变化，但热电效率不会明显提高。同时引入两个马约拉纳零模可以有效地增强热电效应。我们相信，在这项工作中的发现提供了一种替代的方法检测的Majorana结合态。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall
Majorana modes in smooth normal-superconductor nanowire junctions
本文提出了一种数值方法来获得纳米线中光滑的正常超导结的谱，这种结能够承载马约拉纳零模。电势和超导体界面的柔软性对马约拉纳模式的保护产生相反的效果。虽然软势是一个保护的障碍，软超导体的间隙过渡大大有利于it.We的方法还指出了扩展的马约拉纳状态时，传播模式是活跃的远离结的可能性，虽然这需要在所有开放的通道相等的入射通量。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall
Dephasing enhanced strong Majorana zero modes in 2D and 3D higher-order topological superconductors
在拓扑阶段的1D Kitaev模型，与开放的边界条件，主机强马约拉纳零模式。这些是费米子奇偶奇算子，几乎与哈密顿算子交换，并且在边缘自由度的长相干时间中表现出来。我们获得高维对应的Majorana运营商明确计算其封闭形式的表达模型描述的2D和3D高阶超导体。由于存在这种强的Majorana零模，在这些模型中的角落Majorana运营商的无限温度自相关函数的相干时间发散的线性系统的大小。在存在某类轨道选择耗散动力学的情况下，角点Majorana算子的一半的相干时间被增强，而对应于剩余角点Majorana算子的时间相关性比酉情况衰减得更快。我们数值上证明了鲁棒性的相干时间存在的障碍。
2022-03-07 cond-mat.mes-hall
Renormalization of the Majorana bound state decay length in a perpendicular magnetic field
在Majorana束缚态空间范围的背景下，研究了邻近半导体纳米线中磁场的轨道效应。我们开发的分析模型，解释的顺磁耦合的纳米线带通过动能运营商和自旋轨道相互作用的Majorana模式的并发效应的影响。我们发现，垂直场，迄今被认为是有害的马约拉纳费米子的形成，实际上是有助于建立拓扑零能量模在有限系统中，由于显着减少马约拉纳衰变长度。
2018-01-12 cond-mat.mes-hall
Probing Neutral Majorana Fermion Edge Modes with Charge Transport
我们提出了两个实验来探测发生在超导体和沉积在拓扑绝缘体表面上的磁体之间的结处的马约拉纳费米子边缘态。在磁畴壁上将两个马约拉纳费米子组合成一个狄拉克费米子，可以用电荷输运来探测中性马约拉纳费米子。我们将讨论一种新的马约拉纳费米子干涉仪，它探测它们的Z_2相位。这种设置还允许中性马约拉纳费米子通过点接触的传输被测量。我们介绍了一个点接触形成的超导结，并表明其传输可以控制的相位差跨越结。我们用最近发现的拓扑绝缘体Bi_2Se_3讨论了这些实验的可行性。
2009-03-13 cond-mat.mes-hall
Miraging a Majorana
本文研究了位于椭圆形自由电子围栏焦点上的Majorana模象。马约拉纳模式可以在叠加在二维电子气上的拓扑线的边缘处获得。在低能量下，除了马约拉纳模式之外，线的状态被忽略。的费米模式的隧道进行了比较。在有利的情况下，隧道马约拉纳模式导致增强的海市蜃楼效应和光谱权重主要局限于焦点周围，在隧道的费米模式相比。图像的Majorana字符显示计算自共轭。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Engineering of Majorana Fermions
手征超导体具有承载拓扑保护的马约拉纳零模的能力，马约拉纳零模已被提议作为拓扑量子计算的未来量子比特。最近推出的磁体-超导体混合（MSH）系统的磁性吸附原子沉积在传统的$s$波超导体的表面上代表了一个很有前途的候选人的创建，检测和操纵的Majorana模式通过扫描隧道显微镜技术。在这里，我们提出了四个例子，展示了工程师马约拉纳费米子在纳米级MSH系统的能力，通过使用原子操作技术来改变系统的形状或磁结构。这允许在一维和二维之间调整Majorana模式，识别系统的拓扑不变量-陈数-在真实空间中，沿着磁畴边界创建任意长度和形状的手性Majorana模式，以及使用磁skyrmions创建拓扑开关。这些马约拉纳费米子工程的例子可以用目前的实验技术来实现，并将为基于马约拉纳的量子设备的第一个原型提供新的途径。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall
Current distributions in stripe Majorana junctions
我们计算了具有有限（$y$）横向长度的正常和Majorana纳米线之间的条形（2D平面）结中的电流和密度分布。在存在具有垂直分量和面内分量的磁场的情况下，正常电极导线中充电电流分布的$y$对称性在马约拉纳相变中发生强烈变化：从存在马约拉纳模式时的中心对称到场倾斜时的横向偏移（如霍尔效应所预期），例如由于投影规则而破坏马约拉纳模式。我们比较准粒子和电荷分布的电流和密度，以及自旋磁化。马约拉纳模式导致结上相反的自旋积累和自旋电流的出现。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall
Majoranas with a twist: Tunable Majorana zero modes in altermagnetic heterostructures
Stony Brook University（石溪大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
通过旋转导线调节拓扑相，异质结构中实现可调马约拉纳零模，无需现场调节即可切换拓扑态。
2025-11-24 cond-mat.mes-hall
Majorana corner modes and flat-band Majorana edge modes in superconductor/topological-insulator/superconductor junctions
本文研究由拓扑绝缘体薄膜隔开两个 s 波超导体构成的二维 Josephson 结，揭示面内 Zeeman 场诱导的零能 Majorana 角模及支持平带 Majorana 边缘模的节点超导相。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall
Bound states in the continuum and Majorana zero modes in a double quantum dot interferometer: Ghost-Fano Majorana effect
我们研究了通过由平行双量子点耦合到两个正常接触的纳米结构的输运性质。此外，每个量子点连接到拓扑超导纳米线，在其末端托管马约拉纳零模式。考虑穿过干涉仪所包围的区域的磁通量。首先，我们研究的物理量的系统采用格林函数形式主义。我们发现，束缚态的出现在拓扑超导纳米线的对称配置，即，这取决于它们的长度和与量子点的耦合能量。此外，我们发现了一个传输抑制异常的磁通量的函数在上述相同的对称配置。此外，我们还发现磁通量控制着连续介质中Majorana零模和束缚态在态密度和线性电导中的投影，这表明只有通过改变磁通量才能操纵这两种束缚态.
2023-02-27 cond-mat.mes-hall
