Robustness of vortex-bound Majorana zero modes against correlated disorder
研究了关联无序对二维拓扑超导体中磁涡旋束缚的Majorana零模的影响。从无无序极限下费米子与$p_x \pm i p_y$超导基态相互作用的晶格模型出发，用微扰理论描述了弱无序下Majorana局域化长度的增加，用自洽的数值解解释了强无序下MZM的击穿.我们发现关联无序对MZM的影响比非关联无序大得多，并且当无序关联长度$\ell$与超导相干长度$ξ$处于同一数量级时，对MZM的影响最大.相比之下，MZM可以在$\ell \ll ξ$的较强无序中存活，因为随机变化在$ξ$的长度尺度内相互抵消，而MZM可以在$\ell \gg ξ$的非常强的无序中存活，如果它位于给定无序实现的有利域中。
2020-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana zero modes under electron correlation
本文系统研究了电子关联下拓扑超导体中的马约拉纳零能模，通过Hubbard和Hatsugai-Kohmoto相互作用模型、Wilson loop和纠缠谱数值计算，提取了连接基态与激发态的投影马约拉纳零能模，为理解关联马约拉纳零能模提供了新视角。
2024-06-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal quantum criticality in static and Floquet-Majorana chains
利用重整化群（RG）方法研究了静态和周期驱动Kitaev链的拓扑相变。这些过渡，跨越静态或Floquet马约拉纳边缘模式的数量变化，伴随着相关的Berry连接的分歧。这些分歧在某些高对称点的动量空间的RG方法的基础上，通过拓扑相边界被确定为系统参数的函数。我们还介绍了几个方面来表征静态和Floquet系统中的拓扑相变的量子临界性：一个关联函数，测量重叠的马约拉纳-瓦尼尔函数，衰减长度的马约拉纳边缘模式和相关的临界指数的标度律。这表明一个共同的普遍的临界行为的拓扑相变，在静态和周期性驱动链。对于后者，RG流另外显示有趣的功能，由于暂时冻结动态在非高对称点的间隙关闭。
2018-06-13 cond-mat.str-el
Gate-defined wires in twisted bilayer graphene: from electrical detection of inter-valley coherence to internally engineered Majorana modes
扭曲双层石墨烯（TBG）实现了一个高度可调的，强相互作用的系统，具有超导性和各种相关的绝缘状态。我们在TBG中建立了具有邻近诱导自旋轨道耦合的门定义线，作为揭示相关绝缘体性质的工具$(i)$和基于Majorana的拓扑量子位的平台$(ii)$。特别是，我们表明，能带结构的栅极定义的线沉浸在一个“谷间相干”相关绝缘体继承电可检测指纹的对称性破缺本地后者。在导线的一侧由超导TBG区域包围，在另一侧由谷间相干相关绝缘体包围，进一步使得能够形成马约拉纳零模式-甚至可能在零磁场下，这取决于存在的精确的破磁顺序。我们的方案不仅引入了一种依赖于内部产生的邻近效应的高度门可调拓扑量子比特介质，而且还可以揭示TBG中的库珀配对机制。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Physical Architecture for a Universal Topological Quantum Computer based on a Network of Majorana Nanowires
拓扑量子计算（TQC）的思想是利用物质的拓扑有序相的物理特性，以内在容错的方式存储和操纵量子信息。目前，最有前途的拓扑量子比特平台之一是自旋轨道耦合超导纳米线中的马约拉纳费米子零模（MZM）。然而，拓扑鲁棒的操作，可能与MZM可以有效地模拟在一个经典的计算机上，因此不足以实现一个通用的门设置TQC。在这里，我们表明，一个阵列的耦合超导体纳米线与MZM边缘状态可以用来实现一个更复杂的类型的非阿贝尔缺陷：基因在伊辛$\times$伊辛拓扑状态。这导致了一种可能的实施方式的丢失的拓扑保护的$π/8$相位门，从而通用TQC的基础上超导体纳米线技术。我们提供了详细的数值估计的相关能源规模，我们表明，位于可访问的范围内。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal nonequilibrium signatures of Majorana zero modes in quench dynamics
金属铅突然与电子系统相连后的量子演化包含了有关组合系统激发谱的信息。我们利用这种类型的“量子淬火”探测拓扑超导导线的两端的马约拉纳费米子的存在。我们得到一个代数衰减的重叠（Loschirton回声）${\cal L}(t)=| < ψ(0) | ψ(t) > |^2\sim t^{-α}$大的淬火后的时间，与一个普遍的临界指数$α$ =1/4，被发现是非常强大的对细节的设置，如在正常的铅，额外的铅通道的存在或存在的铅和超导体之间的绑定水平。在最近的量子点实验中，这个指数可以通过光吸收来测量，提供了一个新的马约拉纳零模式的签名，这是不同于干涉测量和隧道光谱。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal transport signatures of Majorana fermions in superconductor-Luttinger liquid junctions
工程拓扑超导和马约拉纳费米子的最有前途的建议之一，采用自旋轨道耦合纳米线受到磁场和接近的s波超导体。当只有部分导线长度接触到超导体时，剩余的导电部分就像一个天然的引线，可以通过隧道来探测这些马约拉纳模式。在一个维度上相互作用的增强作用决定了这种配置应被视为超导体-Luttinger液体结。我们调查螺旋和自旋Luttinger液体之间的这种结，以及拓扑和非拓扑超导体。我们确定的相图为每种情况下，并表明，在这些系统中的普遍低能量传输是由不动点描述完美的正常反射或完美的Andreev反射。除了捕获（在某些情况下）熟悉的马约拉纳介导的“零偏差异常”在一个新的框架，我们表明，在某些制度的相互作用产生戏剧性的后果。事实上，我们建立了强大的排斥力完全消除了这种电导异常，而强大的吸引力产生动态生成的有效马约拉纳模式，即使在一个平凡的超导体结。相互作用进一步导致惊人的签名在当地的状态密度和在有限电压的电导峰的线形，也是必不可少的建立烟枪传输签名的马约拉纳费米子在自旋Luttinger液体交界处。
2012-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-selective transport in a correlated double quantum dot-Majorana wire system
本文利用数值重整化群方法研究铁磁隧道结中双量子点与马约拉纳线的耦合系统，揭示自旋分辨隧穿、近藤效应与马约拉纳模的竞争机制，发现微小自旋极化即可导致电导自旋极化的显著变化。
2024-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing dynamics of Majorana fermions in quantum impurity systems
我们研究了金属量子RC电路的导纳与spinful单通道的铅或同样的两个导电自旋极化通道，其中马约拉纳费米子在电荷动力学中起着至关重要的作用。我们解决如何双通道近藤物理和它的紧急马约拉纳出现。单一未屏蔽Majorana模的存在导致非费米液体特征，我们确定了描述费米液体到非费米液体区域的通用交叉函数。值得注意的是，在弱透射和大透射下都出现了相同的普遍形式。我们发现，在非费米液体领域的电荷弛豫电阻强烈增加。我们的研究结果可以测量使用当前的技术假设一个大腔。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal Optical Control of Chiral Superconductors and Majorana Modes
手征超导体是一类新型的非常规超导体，其在界面和畴壁处具有拓扑保护的手征马约拉纳费米子，难以捉摸的准粒子可以作为拓扑量子计算的平台。在这里，我们表明，类似于量子比特，在这种材料中的非平衡超导状态可以描述的布洛赫矢量和超快的时间尺度上控制。这种全光控制机制具有普适性，允许序参量的任意旋转，并能引起凝聚体旋向性的动态变化。它依赖于通过选择脉冲偏振来实现布洛赫矢量的任意旋转的晶体对称性的瞬时破坏。该机制扩展到超快的时间尺度，重要的是，在泵关闭后，工程状态仍然存在。我们证明，这些现象应该出现在石墨烯或魔角扭曲双层石墨烯（TBG），以及Sr $_2$ RuO $_4$，作为候选手性$d+id$和$p+ip$超导体，分别。此外，我们表明，手征超导可以检测到时间分辨泵浦探测测量。这为超快控制和测量手性有序相位和Majorana模式的鲁棒机制铺平了道路。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Universal fault-tolerant measurement-based quantum computation
某些物理系统，人们可能会考虑用于容错量子计算，其中量子比特不容易相互作用，例如光子，更适合于基于测量的量子计算协议。在这里，我们提出了一个基于测量的通用量子计算模型，模拟编织和融合的马约拉纳模式。为了导出我们的模型，我们开发了一个通用框架，该框架将具有稳定器代码的容错量子计算的任何方案映射到基于测量的图像中。因此，我们的框架给出了一个明确的方式生产容错模型的通用量子计算与线性光学使用协议开发的稳定器形式主义。考虑到Majorana模式承诺的显着容错特性，我们提出的主要例子为光子量子计算提供了一个强大的和资源有效的建议。
2020-08-25 cond-mat.str-el quant-ph
Cross-dimensional universality classes in static and periodically driven Kitaev models
蜂窝格子上的Kitaev模型是一个具有丰富的非平凡拓扑相和Majorana边模的典范系统。在静态情况下，马约拉纳边缘模式是非色散的。当系统在时间上被周期性地驱动时，这样的边缘模式可以分散并且变成手性的。我们得到了驱动模型的完整相图作为耦合和驱动周期的函数。我们通过Majorana-Wannier态关联函数和动量依赖的保真度相关性的概念来表征静态和驱动模型中不同拓扑相变的量子临界性。我们发现，该系统主机跨维的普遍性类：虽然静态Kitaev模型是定义在一个二维蜂窝晶格，其临界性属于一维线性狄拉克模型的普遍性类。对于周期驱动的Kitaev模型，除了原型2D线性狄拉克模型的普适性类之外，由于出现的时间反演和镜像对称性，还存在额外的1D节环类型的临界性，这表明通过周期驱动来工程多个普适性类的可能性。时间反演对称性的操纵允许周期性驱动来控制马约拉纳边缘态的手征性。
2021-04-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el 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
Electron Teleportation in Multi-Terminal Majorana Islands: Statistical Transmutation and Fractional Quantum Conductance
我们研究了在库仑阻塞机制下，通过单电子隧穿耦合到多个正常金属引线上的具有空间分离的Majorana模的拓扑超导岛。我们表明，在这样的马约拉纳岛的低温输运进行的紧急电荷- $e$玻色子组成的马约拉纳模式和电子的铅。从费米统计到玻色统计的这种转变具有显著的后果。对于非相互作用的铅，系统流动到一个非费米液体固定点，这是稳定的隧道耦合各向异性或失谐远离电荷简并点。结果表明，该系统在零温度下表现出普遍的电导，这是电导量子的一小部分，低温修正具有普遍的幂律指数。此外，我们考虑马约拉纳岛连接到相互作用的一维导线，并找到不同的稳定不动点附近和远离电荷简并点。
2016-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Floquet Majorana Edge Mode and Non-Abelian Anyons in a Driven Kitaev Model
本文从理论上研究了具有磁电交叉耦合的Kitaev蜂窝模型中激光驱动的非平衡态。我们表明，一个拓扑自旋液体与一个无间隙的手征边缘模式出现时，我们施加一个椭圆或圆偏振激光。这是弗洛凯拓扑绝缘体的强相关量子自旋版本。在拓扑阶段，边缘模式是由马约拉纳费米子和散装有间隙的非阿贝尔任意子激发。
2014-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Entanglement and dynamics of diffusion-annihilation processes with Majorana defects
将多体系统耦合到热环境中通常会破坏其状态的量子相干性，从而导致最长时间尺度上的有效经典动力学。我们表明，系统与任意子一样的缺陷可以表现出普遍的晚时动力学是随机的，但从根本上非经典的，因为一些关于状态的量子信息是拓扑保护的环境。我们的粗粒度模型描述了一维系统的畴壁缺陷进行马约拉纳模式。这些缺陷由于与浴耦合而经历布朗运动。由于一对给定缺陷的费米子宇称是非定域的，所以在两个缺陷碰巧接触之前，它不能被熔池测量。我们研究这样一个系统如何退火到零温度通过扩散和成对湮灭的Majorana缺陷，我们的特征在于非平凡的纠缠结构，在这样的随机过程中产生的。另外，我们还研究了简化的“量子测量电路”在一个或多个维度，涉及重复成对测量的费米子宇称格的马约拉纳。这些电路的动态特性可以通过精确映射到经典回路模型来求解。他们产生的测量引起的相变的分析听话的例子，与临界纠缠结构，由非酉共形不动点。在扩散和湮灭的Majorana缺陷系统中，弛豫到基态类似于经典的一维伊辛模型中通过畴壁湮灭的粗化。然而，在这里，配置不仅标记的缺陷位置，但通过非局域纠缠结构。由此产生的动力学过程是一个新的普适类拓扑畴壁的粗化，其普适性质可以从一个精确的映射。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Universal signatures of Majorana zero modes in critical Kitaev chains
本研究在临界Kitaev链中引入两个拓扑标记，发现MZM保真度和占据数在(1+1)维Ising临界线上呈现普适值，分别依赖$\sqrt{8}/π$和Catalan常数，并给出有限尺寸修正消失条件。
2023-11-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent Supersymmetry from Strongly Interacting Majorana Zero Modes
我们表明，强相互作用链的马约拉纳零模式表现出一个超对称量子临界点对应的$c={7\over 10}$三临界伊辛模型，分离的临界相伊辛普适类从一个超对称的大规模阶段。我们验证了我们的预测与数值密度矩阵重整化群计算，并确定隧道实验的后果。
2015-09-14 cond-mat.str-el
Signatures of Kondo-Majorana interplay in ac response
本文利用Kubo公式和数值重整化群方法研究侧附马约拉纳零能模式的量子点混合纳米结构在交流电压下的动力学输运，揭示近藤-马约拉纳区域的普适电导特征，并预测交流电导出现普适分数值且近藤尺度随拓扑超导耦合增强而增大。
2024-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metaplectic Anyons, Majorana Zero Modes, and their Computational Power
我们介绍和研究一类任意子模型，是一个自然的推广伊辛任意子和马约拉纳费米子零模式。这些模型结合了一个伊辛任意子部门与$SO(m)_2$陈-西蒙斯理论相关的部门。我们展示了它们是如何在一个简单的情况下产生电子分馏，并给出了它们的准粒子类型，融合规则和编织的完整说明。我们证明了对于$2n$基本准粒子的集合，辫子群的象是有限的，并且是$Sp(2n-2,\mathbb{F}_m)\ltimes H(2n-2,\mathbb{F}_m)$的亚群表示的真子群，其中$Sp(2n-2,\mathbb{F}_m)$是有限域$\mathbb{F}_m$上的辛群，$H(2n-2,\mathbb{F}_m)$是$\mathbb{F}_m$上的额外特殊群（也称为$(2n-1)$维海森堡群）.此外，编织的基本准粒子可以有效地模拟经典。然而，计算编织某种类型的复合准粒子的结果是$# P$ -困难的，尽管它对于量子计算不是通用的，因为它具有有限的编织群图像。这是一个罕见的拓扑阶段的例子，该阶段对于通过编织的量子计算来说并不通用，但仍然具有$# P$ -硬链接不变量。我们认为，我们的模型是密切相关的，最近的分析发现非阿贝尔的任何性质的量子霍尔系统中的缺陷，推广马约拉纳零模式准一维系统。
2012-11-27 cond-mat.str-el quant-ph
Majorana Zero Modes in Fermionic Wires coupled by Aharonov-Bohm Cages
我们设计了一个在Aharonov-Bohm笼耦合的相互作用费米子梯中实现Majorana零模的守恒方案。后者通过相消干涉提供了消除单粒子跳跃的有效机制。因此，每根导线中至关重要的宇称对称性就被编码到了系统的几何结构中，特别是它的平移不变性。一个通用的最近邻相互作用产生所需的相关跳对。我们展示了一个扩展的拓扑区域在参数空间中的存在下，首先在一个简化的有效模型通过玻色化技术，随后在一个更大的参数制度与矩阵产品状态的数值模拟。我们展示了绝热连接到以前的模型，包括精确可解的，我们简要评论可能的实验实现在合成量子平台，如冷原子样品。
2022-09-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Kondo and Majorana signatures near the singlet-doublet quantum phase transition
我们研究了嵌入在正常导电和超导储层之间的关联量子点的低能谱，并与拓扑超导纳米线杂交，托管Majorana端模。我们调查泄漏的马约拉纳准粒子，并检查其相互作用的邻近诱导点配对和相关性。特别是，我们专注于近藤子带附近的量子相变/交叉从spinfull（双峰）到spinless（BCS型单线态）近藤效应。处理的相关性微扰和NRG方法内，我们研究其签名中观察到的Andreev（粒子到空穴转换）隧道光谱。我们发现，泄漏的马约拉纳模式的子带近藤效应的自旋选择性的影响。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in spin-singlet nodal superconductors with coexisting non-collinear magnetic order
在固态材料中实现Majorana费米子在拓扑有序和量子信息处理方面引起了人们极大的兴趣。我们提出了一种在超导体中产生马约拉纳费米子的新方法。我们发现，一个初始的非共线磁秩序变成一个稳定的马约拉纳束缚态的涡核中的拓扑超导体的节点自旋单线态超导体;在拓扑稳定的磁点缺陷;和边缘。我们认为，这种奇异的非阿贝尔相位可以实现在三角形和正方形格子上的扩展的t-J模型。在节结超导和磁性的关联电子材料中寻找Majorana费米子是很有希望的。
2013-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interacting Majorana Fermions
马约拉纳费米子是复杂费米子（如普通电子）的真实（在数学意义上）对应物。拓扑量子计算的前景导致了在各种合成平台上实现这些粒子的实质性实验进展。马约拉纳费米子的发现引发了一个基本问题：如果允许许多马约拉纳费米子相互作用，物质会出现什么样的相？在这里，我们回顾了最近的进展，在这个方向上提出的实验装置，分析和数值计算结果的低维晶格模型，和精确可解的Sachdev-Ye-Kitaev模型。迄今为止的早期进展表明，具有马约拉纳构建块的物质的强关联相可以表现出许多新颖的现象，例如凝聚态系统中涌现的时空超对称性，拓扑有序和黑洞物理。它们还可以通过实现Fibonacci相位和仅基于测量的表面码为通用拓扑量子计算提供替代途径。
2018-11-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photonic implementation of Majorana-based Berry phases
由量子系统的循环演化产生的几何相位为推进基础物理学和技术提供了一个鼓舞人心的舞台。有趣的是，在物理系统中实现的任意子的奇异统计可以被解释为几何相位的拓扑版本。然而，非阿贝尔统计尚未在实验室中得到证明。在这里，我们采用了一个全光量子系统，模拟统计演化的马约拉纳费米子。其结果是，我们实验实现非阿贝尔Berry相位的拓扑特性，他们是不变的，根据其控制参数的连续变形。我们实现了一个通用的一套马约拉纳启发门进行拓扑和非拓扑的演变，并调查他们的弹性对扰动错误。我们的光子实验，虽然它是不可扩展的，它表明了有趣的可能性，实验模拟马约拉纳统计与可扩展的技术。
2021-05-27 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Topological Majorana Two-Channel Kondo Effect
一个一维的时间反演不变的拓扑超导体在两端都有一个马约拉纳-克拉默斯对，其中时间反演对称性作为一种超对称性，翻转了局域费米子宇称。我们研究这样的超导体，浮动和隧道耦合到正常的铅在其两端的运输异常。我们演示了一个拓扑保护，通道对称，两个通道的近藤效应没有微调的实现。当非定域传送消失时，在一端的一个引线通过另一端遥控宇宙的传输。
2017-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fermionized parafermions and symmetry-enriched Majorana modes
仿费米子零模是马约拉纳模的推广，它是相对丰富的非阿贝尔-任意子性质的基础。我们引入精确的映射，连接parafermion链，它可以出现在二维的分形介质，严格的一维费米子系统。特别是，我们表明，parafermion零模式在前一个设置转换成“丰富的马约拉纳模式”，与批量序参量-产生编织和融合性能，是不可能在标准的马约拉纳平台的interpersonal。富氦Majorana模式的融合特性直接继承自相关的parafermion设置，并可以通过我们构建的两种异常泵浦周期进行探测。最值得注意的是，我们的映射与$\mathbb{Z}_4$ parafermion的传统电子的时间反演对称性。在这种情况下，我们的一个泵浦协议需要相当少的实验要求：在平凡的相位和时间反转不变的拓扑超导状态之间循环弱相关的导线，产生具有四倍周期性的边缘磁化。我们的工作突出了在实验相关的一维电子平台上探索“超越马约拉纳”物理学的新途径。
2018-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pfaffian quantum Monte Carlo: solution to Majorana sign ambiguity and applications
本文提出Pfaffian量子蒙特卡洛方法，通过闭合形式Pfaffian公式解决马约拉纳费米子QMC中的符号歧义，实现多项式时间高效计算带符号权重，并应用于Kitaev链及掺杂Hubbard模型等强关联费米子系统。
2024-08-19 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
An Effective String Theory Toolbox for Quantum Hall Interfaces II: Majorana Fermions on Fluctuating Moore-Read Worldsheets
Independent researcher, Orlando, Florida 32837, USA
本文针对自由移动界面的非相对论世界面构建了空间重参数化不变的马约拉纳理论，确定普适半密度输运定律，明确马约拉纳应力张量的媒介作用，为动力学非阿贝尔量子霍尔界面有效理论提供中性部分。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Exactly solvable Majorana-Anderson impurity models
最近的实验进展的动机在实现混合结构的拓扑超导纳米线耦合到一个量子点，通过相关的马约拉纳费米子的新兴领域的镜头来看，我们介绍了一类相互作用的马约拉纳-安德森杂质模型，承认一个精确的解决方案，包括现场排斥相互作用的任意强度的参数范围很广。该模型是解决通过映射它通过$\mathbb{Z}_2$奴隶自旋方法的辅助马约拉纳自由度的非相互作用的共振能级模型。所产生的规范约束消除利用一个特殊的局部粒子-空穴变换下的哈密顿量的变换性质。对于自旋极化的Kitaev链耦合到一个量子点，我们得到了点光谱函数在零温度和有限温度下的精确表达式。我们研究了如何的相互作用强度和本地化长度的结束马约拉纳零模式影响的物理性质的点，如准粒子的重量，双重占有，和奇频配对的相关性，以及在超导链的局部电子态密度。
2019-12-12 cond-mat.str-el
Hallmarks of Majorana mode leaking into a hybrid double quantum dot
研究了拓扑超导纳米线与双量子点横向耦合的光谱和输运性质，其中双量子点具有Majorana零能模。具体来说，我们考虑一个几何形状，其中外部量子点嵌入外部正常和超导引线之间，形成一个电路。首先，我们推导了非关联系统中束缚态的解析表达式，并讨论了它们在隧道光谱中的特征。然后，我们通过数值重整化群计算，研究了强关联量子点的情况，重点研究了两个量子点上泄漏的Majorana模和Kondo态之间的相互作用和关系。最后，我们讨论了利用基于粒子-空穴散射机制的Andreev谱对带隙准粒子进行实验探测的可行方法。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Lindbladian dissipation of strongly-correlated quantum matter
我们提出Sachdev-Ye-Kitaev Lindbladian作为耗散多体量子混沌的一个范例可解模型。它描述了$N$强耦合的马约拉纳费米子与随机的所有对所有的相互作用，与幺正演化给出了一个四次哈密顿量和耦合到环境所描述的$M$二次跳跃算子，渲染完整的Lindbladian四次马约拉纳运营商。通过发展一个动力学平均场论的Liouvillian时间演化的Keldysh轮廓的分析进展是可能的。通过无序平均的相互作用，我们得到一个（确切的）有效的行动，两个集体领域（格林函数和自能）。在大- $N$，大- $M$极限下，我们得到了集体场所满足的鞍点方程，它决定了耗散演化的典型时间尺度，特别是决定系统弛豫到稳态的谱隙.我们数值求解鞍点方程，发现对于强耗散或中等耗散，系统以指数方式松弛，具有可以解析计算的谱间隙，而对于弱耗散，指数松弛存在振荡修正。在这封信中，我们说明了解析计算在强关联耗散量子物质中的可行性。
2022-06-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Majorana-time-reversal symmetries: a fundamental principle for sign-problem-free quantum Monte Carlo simulations
量子蒙特卡罗模拟中的费米子符号问题是否以及如何能够得到一般性的解决是物理学中一个基本的开放问题。在这里，我们表明，马约拉纳时间反演（MTR）对称性可以提供一个统一的原则来解决相互作用的费米子模型中的费米子符号问题。通过对Majorana-双线性算子进行系统的分类，严格地证明了存在且仅有两个基本的无符号问题的对称类，我们分别称之为“Majorana类”和“Kramers类”.马约拉纳类中的新的无符号问题模型包括相互作用的拓扑超导体和相互作用的电荷-4e超导体模型。我们相信，我们的MTR统一原则可以揭示新的光的符号问题的QMC模拟强关联系统和相互作用的拓扑物质。
2016-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interaction effects on a Majorana zero mode leaking into a quantum dot
我们最近已经证明[Phys. Rev. B { \bf 89}，165314（2014）]，耦合到一维拓扑超导体和正常引线的非相互作用量子点可以维持马约拉纳模式，即使当点被预期为空时，当点能级远高于引线的费米能级时，\emph{i.e.}。这是由于导线的马约拉纳束缚态泄漏到量子点中。在这里，我们扩展了以前的工作，通过调查的{ \it相互作用}量子点连接到源极和漏极引线和侧-耦合到拓扑线的低温量子输运。我们探讨了一个马约拉纳零模式泄漏到量子点的一个广泛的点参数的签名，使用递归格林函数的方法。然后，我们研究了近藤政权使用数值重整化群计算。我们观察到的Majorana模式和近藤效应之间的相互作用，不同的点线耦合强度，栅极电压和塞曼场。我们的研究结果表明，“0.5”电导签名出现在点，尽管泄漏马约拉纳模式和近藤效应之间的相互作用。这种强大的功能持续广泛的点参数，即使当近藤相关性抑制塞曼场和/或栅极电压。另一方面，近藤效应被塞曼场和栅极电压抑制。我们表明，零偏置电导作为磁场的函数如下一个众所周知的普适性曲线。这可以通过实验测量，我们建议，普遍的电导下降，随后由持久的电导$0.5\,e^2/h$是马约拉纳-近藤物理的存在的证据。这些结果证实，即使在存在近藤效应的情况下，该点中的“0.5”马约拉纳特征仍然存在。
2015-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana end states in an interacting quantum wire
我们提出并研究了一个简单的单通道量子线的一维模型，该模型中的电子相互排斥，并受到显着的自旋轨道相互作用。我们表明，外部塞曼磁场，施加在直角的Rashba自旋轨道轴，驱动线到一个相关的自旋密度波状态与带隙自旋和无隙电荷激发。通过计算具有（反）周期和开边界条件的模型的基态简并度，我们得出结论：关联自旋密度态实现了一个无间隙的自旋保护拓扑相，因为基态在环几何中是唯一的，而在开边界的线几何中是双重简并的.在微观上的双重简并被认为是保护的磁化宇称守恒。开放的边界诱导本地化的零能量（midgap）的状态，在特殊的路德-埃默里点的模型，由马约拉纳费米子。我们发现，在开放端的线的自旋密度表现出不寻常的长程相关性，尽管事实上，在大部分的线衰减的幂律或指数方式的所有相关性。我们的研究揭示了实现正确的交换关系所需的远程弦运营商在不同点的线自旋密度的至关重要的。一路上，我们重新推导的低能量理论的伽利略不变的电子系统的电流运营商。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Symmetry-protected gates of Majorana qubits in a high-$T_c$ superconductor platform
我们提出了一个编织Majorana非阿贝尔任意子的平台，该平台基于$d$高波$T_c$超导体和量子自旋霍尔绝缘体之间的异质结构。最近的研究表明，量子自旋霍尔绝缘体的这种设置导致在样品的每个角上都有一对Majorana零模，因此可以被视为高阶拓扑超导体。我们表明，在该地区应用塞曼场，这些马约拉纳模式分裂的空间，可以通过调整字段和配对相位编织过程中进行操作。我们表明，这样的设置可以实现完整的编织，交换，和任意相位门（包括$π/8$魔术门）的马约拉纳零模式，所有这些都是强大的和对称性的保护。由于我们提出的平台的许多成分已经在最近的实验中实现，我们的结果为通用拓扑量子计算提供了一条新的途径。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder-enhanced topological protection and universal quantum criticality in a spin-3/2 topological superconductor
Texas Center for Superconductivity and Department of Physics, University of Houston（休斯顿大学物理系超导电性中心）；Department of Physics and Astronomy, Rice University（莱斯大学物理与天文学系）；Rice Center for Quantum Materials, Rice University（莱斯大学量子材料中心）
我们研究了高自旋拓扑超导体（TSC）的Majorana表面态，这些超导体可以在超冷原子系统或掺杂半金属中实现。作为一个典型的例子，我们考虑一个模型与p波配对的自旋3/2费米子，推广${}^3\text{He-}B$。该模型具有共存的线性和立方分散的马约拉纳表面带。我们发现，这些是不稳定的相互作用，这可以产生一个自发的表面热量子霍尔效应（TQHE）。相比之下，猝淬火无序诱导表面共形场论（CFT），它对弱相互作用是稳定的：无序增强了拓扑保护。因此，高自旋TSC的无隙表面态可以在固态系统中鲁棒地实现，其中无序是不可避免的。表面CFT的特征在于通用签名，仅依赖于散装拓扑绕组数，并包括幂律标度的状态密度，一个通用的多重分形谱的局部状态密度波动，和一个量化的纵向热导率$κ_{xx}$除以温度$T$。相比之下，没有TQHE顺序的清洁表面的$κ_{xx}/T$将发散为$T \rightarrow 0$。由于无序稳定的马约拉纳表面流体和量化的热传输，我们的研究结果表明，大量的TSC和整数量子霍尔效应之间的密切的类比。
2017-04-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling between helical Majorana modes and helical Luttinger liquids
我们提出并研究了螺旋Majorana模和相互作用的螺旋Luttinger液体之间的单量子点接触和双量子点接触的电荷输运。我们发现，较强的排斥相互作用和点接触成为绝缘以上的临界相互作用强度的微分电导降低。对于单点接触，微分电导作为偏置电压的函数，示出了一系列的峰值，由于Andreev反射的电子在马约拉纳模式。在两点接触的情况下，干涉现象使得各个共振峰的结构不那么普遍，并且显示出接触之间具有不同分离距离的调制。对于小的分离距离，整体特征保持类似于单点接触的情况。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breakdown of universal transport in correlated d-wave superconductors
铜氧化物低温普适热导率的预测和观测一直是超导态理论研究的重点，但最近对低掺杂样品的测量表明，d波节状准粒子的这一明显的基本性质受到了强烈的破坏。在这里，我们表明，击穿的普遍性可以被理解为无序诱导的磁状态的结果，在欠掺杂状态下的反铁磁相关性的存在下，即使这些相同的相关性保护节点低能量密度的状态与最近的扫描隧道实验。
2007-12-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Neutron tomography of magnetic Majorana fermions in a proximate quantum spin liquid
量子物质提供了一个有效的真空，从中产生出与任何实验检测到的基本粒子都不对应的粒子。特别是拓扑量子材料已经成为密集研究的焦点，部分原因是实现马约拉纳费米子的显著可能性，以及它们用于新的无退相干量子计算架构的潜力。本文对高质量的$α-RuCl_3$单晶进行了研究，该单晶被认为是实现近似Kitaev态的材料，Kitaev态是一种具有磁性马约拉纳费米子的拓扑量子态。用中子测量的动力学关联的四维层析重建对于探测这种磁态是非常强大的。我们发现了不寻常的信号，包括一个前所未有的列散射在一个大的能量间隔周围的布里渊区中心，这是非常稳定的温度。这是直接占在Kitaev的拓扑量子自旋液体中存在的马约拉纳激发。散射中的其他更微妙的特征可以与理想模型的扰动透明地联系起来。这为相关材料中出现的磁性马约拉纳费米子打开了一扇窗户。
2016-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
