The poor man's Majorana tetron
该研究提出了一种由四个量子点和超导岛构成的穷人马约拉纳四极子，通过调控参数可实现拓扑Kondo效应，为观察马约拉纳模式的非局域性提供新途径。
2024-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Identifying Majorana bound states by tunneling shot-noise tomography
马约拉纳费米子是未来量子计算技术的有前途的基石。然而，它们的非模糊识别仍然是一个困难的问题，因为伴随着与其他拓扑平凡的费米子态的竞争，这毒化了它们在大多数光谱探针中的检测。通过采用数值和分析方法，在这里，我们表明，Fano因子层析成像是一个关键的显着特征的马约拉纳束缚态，显示空间常数泊松值等于一。相比之下，其他平凡费米子态的Fano因子，如Yu-Shiba-Rusinov或Andreev的，是强烈的空间依赖性和超过一个作为局部粒子-空穴对称性破缺的直接后果。
2021-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Computation Using Vortices and Majorana Zero Modes of a $p_x$ + $ip_y$ Superfluid of Fermionic Cold Atoms
我们提出利用最近预测的费米冷原子的二维“弱配对”$p_x + ip_y$超流态作为拓扑量子计算的平台。在一个漩涡的核心，这种状态支持一个零能量马约拉纳模式，移动到有限的能量在相应的拓扑平凡的“强配对”状态。通过在弱对态编织涡旋，幺正量子门可以应用于Majorana零模的希尔伯特空间。对于读出的拓扑量子比特，我们提出了现实的计划，适用于原子超流体。
2006-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Perfectly localized Majorana corner modes in fermionic lattices
本文提出通过寻找马约拉纳零模完美局域于单格点的参数区域，揭示二维晶格高阶拓扑的二聚化结构，并将其推广为在任意维度超立方体角上构造马约拉纳零模的堆叠方法。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall
Predicted signatures of p-wave superfluid phases and Majorana zero modes of fermionic atoms in RF absorption
研究了准二维费米气体原子通过p波费什巴赫共振相互作用的超流相。我们计算的吸收光谱下的超精细过渡，非旋转和旋转超流体的这些阶段。我们发现，人们可以识别的不同阶段的p波超流体的吸收光谱。吸收光谱表明，在弱配对$p_x+ip_y$相涡旋的核心处存在Majorana零模。
2007-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Fermionic and Majorana Bound States in Hybrid Nanowires with Non-Uniform Spin-Orbit Interaction
研究了在磁场存在下，具有非均匀自旋轨道相互作用（SOI）和邻近诱导超导带隙的Rashba纳米线拓扑相中的带隙内束缚态.我们发现，费米束缚态（FBS）可以出现在邻近间隙内。它们位于两个线部分之间的结处，其特征在于SOI矢量的不同方向，并且它们与位于纳米线末端的马约拉纳束缚态（MBS）共存。FBS的能量由SOI矢量之间的角度和SOI与费米波长和局域化长度相比变化的长度尺度确定。我们还考虑了双结，并表明这两个新兴的FBS可以杂交，并形成一个双量子点的结构内的差距。我们找到明确的解析解的束缚态和它们的能量为某些参数制度，如弱和强SOI。分析结果证实和补充了一个独立的数值紧束缚模型的方法。这样的FBS可以作为准粒子陷阱，因此可以对基于编织MBS的拓扑量子计算方案产生影响。
2014-08-14 cond-mat.mes-hall
Majorana modes meet fractional fermions in one dimension
Majorana模和分数费米子是分别出现在拓扑超导体和二聚链中的两种边缘零模。在这里，我们揭示了如何收获两种类型的边缘模式同时在一个异国情调的链。这种模式自然是自旋-电荷分离的，并且受到反转和自旋-宇称对称性的保护。利用费米子泛函重整化群、平均场论和玻色化，我们构造了一个晶格模型来解释这些边缘模的性质。我们还阐明了在自旋- $1$链的Haldron相中的四重简并基态和边自旋子可以被重新解释为我们在等价的自旋- $1/2$费米子模型中的自旋-电荷分离边模。
2016-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Abelian braiding of Dirac fermionic modes using topological corner states in higher-order topological insulator
数值计算表明，高阶拓扑绝缘体角上的拓扑角态具有非阿贝尔编织特性。这种拓扑角态是狄拉克费米子模，而不是马约拉纳零模。我们声称，狄拉克费米子模保护的非平凡拓扑也支持非阿贝尔编织。基于涡旋诱导的狄拉克型费米子模，对这种非阿贝尔编织进行了解析描述。狄拉克费米子模式的辫子算子也解析推导和比较马约拉纳零模式。在实验上，提出了狄拉克费米子模的非阿贝尔编织操作，并通过拓扑电路得到了验证。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall
Majorana zero modes and their bosonization
用解析方法详细研究了一维非相互作用超导费米子保序拓扑相的最简单连续模型。在第一步中，我们提出了一个完整的精确对角化的费米Bogoliubov-德Gennes哈密顿系统的有限长度和开放的边界。特别是，我们推导出精确的解析表达式出现在拓扑非平凡阶段的马约拉纳零模式，揭示他们的空间定位，对称操作下的变换特性，和精确的有限大小的能量分裂相关联的准简并基态。然后，我们继续分析模型通过精确的运营商玻色子化在开放和封闭的几何。在闭合线几何中，我们证明了费米子宇称开关从扭曲的边界条件在拓扑非平凡阶段。另一方面，对于开路，我们首先采用半经典方法，采用Mathieu方程研究了两个准简并基态以及它们在有限系统尺寸下的能量分裂。然后，我们最终推导出的玻色子语言中使用顶点代数技术的马约拉纳零模式的确切形式。这些模式被证实是从费米子描述得到的结果完全一致。由超导SPT相的费米和玻色子配方提供的互补的观点被调和，使我们能够提供一个完整和准确的帐户如何马约拉纳零模式体现在一个玻色子描述的SPT相。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall
Exact Solution of Quadratic Fermionic Hamiltonians for Arbitrary Boundary Conditions
我们提出了一个严格对角化有限范围的二次费米子哈密顿任意边界条件的D维之一，并在其余的D-1周期。关键是一个哈密顿依赖的分离的大部分从边界。通过结合两者的信息，我们确定了一个矩阵函数，完全表征的解决方案，并允许确定散装边界对应的指标。作为一个例子，我们展示了我们的方法如何正确地描述了零能量马约拉纳模式的时间反演不变的s波超导体的约瑟夫森环配置，并预测，分数4 π约瑟夫森效应只能观察到的阶段托管奇数马约拉纳对。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Probing Majorana Flat Bands in Nodal $d_{x^2-y^2}$-wave Superconductors with Rashba Spin-Orbit Coupling
我们发现，在具有$d_{x^2-y^2}$波配对和Rashba自旋轨道耦合的单层或多层节状超导体中，与Majorana平带相关联的Majorana费米子在[110]边以零能量模出现.此外，只要单层或多层超导体的整体反演对称性被破坏，并且在平行于[110]边的面内磁场存在下，Majorana费米子和通常的费米子Andreev束缚态在隧道谱实验中诱导出三峰结构。重要的是，我们表明，零偏压电导峰是由马约拉纳费米子。因此，隧道光谱可以用来探测节状$d_{x^2-y^2}$波超导体中的马约拉纳费米子。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Identifying Majorana vortex modes via non-local transport
二维狄拉克表面态与s波超导相结合，有望在涡核中产生局域拓扑马约拉纳零模。这些模式的假定实验特征已经被报道用于邻近拓扑绝缘体、铁基超导体或某些过渡金属二硫属化物的异质结构。尽管这些努力，马约拉纳性质的观察到的激励仍在辩论中。我们建议使用最初用于一维设置的非本地传输测量协议来识别Majorana涡旋模式的存在。在一个孤立的subgap状态的情况下，该协议提供了一个空间地图的局部电荷和概率密度的比例，提供了一个明确的区分马约拉纳和普通的费米子模式。我们表明，这些独特的功能生存在实验相关的情况下，杂交涡核模式。
2022-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
From Andreev bound states to Majorana fermions in topological wires on superconducting substrates : a story of mutation
研究了拓扑纳米线隧道与s波超导衬底耦合中的邻近效应。我们使用一般的格林函数的方法，使我们能够研究的Andreev束缚态在电线到马约拉纳费米子的演变。我们表明，隧道耦合的强度诱导拓扑转变，其中的马约拉纳费米子态可以被破坏时，耦合很强。此外，我们提供了一个唯象研究的影响，在超导体中的混乱的形成马约拉纳费米子。我们注意到一个非平凡的效果的准粒子加宽项，它可以把线从拓扑到非拓扑相在一定范围内的参数。我们的结果也有直接的后果，纳米线耦合到一个非均匀的超导体。
2013-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Repulsive Casimir force from a Majorana zero-mode
本文证明马约拉纳零模在量子自旋霍尔边缘与超导体界面处产生排斥性卡西米尔力，将磁性散射体推离超导体，该力直接关联系统拓扑不变量。
2024-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shot noise distinguishes Majorana fermions from vortices injected in the edge mode of a chiral p-wave superconductor
拓扑超导体的手征边缘模式支持两种类型的激发：费米子准粒子称为马约拉纳费米子和$π$相域壁称为边缘涡旋。边缘涡旋通过施加到约瑟夫森结的磁通偏置或电压偏置成对地注入到反向传播的边缘模式中。不成对的边缘模式平均携带零电流，但存在依赖于时间的电流波动。我们计算了由一系列边缘涡流产生的散粒噪声功率，发现它随它们的间距而增加-即使间距比核心尺寸大得多，因此涡流不重叠。这种非定域性产生异常的V log V增加的散粒噪声在电压偏置的几何形状，这是一个显着的特点相比，在V的线性马约拉纳费米子散粒噪声。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermion-Parity-Based Computation and its Majorana-Zero-Mode Implementation
马约拉纳零模（MZMs）为拓扑保护的费米子量子计算提供了一个平台。然而，创建多个MZM并（直接或经由测量）生成必要的变换（例如，辫子）提出了重大挑战。我们介绍费米子奇偶校验为基础的计算（FPBC）：一个基于测量的计划，仿照基于保利的计算，使用有效的经典处理，以虚拟地增加可用的MZM的数量，其中，魔术状态输入，操作没有变换。FPBC要求所有MZM奇偶校验都是可测量的，但这与所提出的MZM硬件中的约束相冲突。因此，我们引入了一种设计，其中所有的奇偶校验是直接测量的，因此非常适合FPBC。在发展FPBC的过程中，我们将“逻辑辫子群”确定为Clifford群的费米模拟。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
A proposal to probe quantum non-locality of Majorana fermions in tunneling experiments
拓扑马约拉纳费米子（MF）准粒子最近被认为存在于具有邻近感应超导性和塞曼场的半导体量子线中。虽然实验观察到的零偏压隧穿峰和分数交流约瑟夫森效应可以作为必要的签名的MF，他们都没有构成一个足够的“吸烟枪”的实验。由于一对马约拉纳费米子共享一个传统的费米子自由度，MF在某种意义上是分数激发。基于这种分形，我们提出了一个隧道实验，在半导体量子线中发现了一个几乎唯一的终态MF签名。特别是，我们表明，一个“隐形传态”的实验是不够的，以区分MF对MF，这是相当于传统的零能态，但我们提出的隧穿实验，在原则上，可以使这种区别。
2015-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optomechanical realization of the bosonic Kitaev-Majorana chain
该研究在纳米光机械网络中实验实现了玻色子Kitaev-Majorana链，通过参数相互作用模拟跳跃和配对，观察到手性放大、指数增益等非厄米拓扑现象，并演示了增强传感响应，为研究非厄米拓扑提供了新平台。
2023-09-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Abelian Majorana fermions in topological $s$-wave Fermi superfluids
通过解析求解Bogoliubov-De Gennes方程，得到了存在自旋轨道耦合和塞曼自旋分裂的二维$s$波费米超流体涡旋中满足Majorana性质的费米零模.当超流在拓扑上是非平凡的时，马约拉纳零模变得可归一化并指数地定位到涡核附近。我们计算了Majorana杂化引起的能量分裂，并确定了$s$波Majorana涡旋服从非阿贝尔统计。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topological states of generalized dissipative Majorana wires
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学高级研究所）；Research Center for Basic Sciences & Modern Technologies (RBST), Institute for Advanced Studies in Basic Science (IASBS)（基础科学与现代技术研究中心，基础科学高级研究所）
该研究针对广义一维耗散马约拉纳线模型，定义了卷绕数作为拓扑不变量，揭示了量子跳跃、不平衡耦合对马约拉纳束缚态及卷绕数的调控作用，且公式可扩展至多类耗散拓扑相。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Unveiling Topological Hinge States in the Higher-Order Topological Insulator WTe$_2$ Based on the Fractional Josephson Effect
POSTECH（浦项科技大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）
通过研究Al-WTe₂-Al近邻约瑟夫森结的肖皮步骤，揭示WTe₂中拓扑铰链态的拓扑性质，为拓扑超导体研究提供新方向。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological phases of quasi-one-dimensional fermionic atoms with a synthetic gauge field
本文从理论上研究了具有Rashba型自旋轨道相互作用的准一维费米气体拓扑超流相中的管间隧穿效应。结果表明，有效哈密顿量类似于具有多能带的纳米线拓扑超导体。使用隐藏的镜像对称系统中，我们引入了一个新的拓扑数，确保存在非阿贝尔马约拉纳零模式，即使在管间隧道。通过对自洽方程组的全数值计算，证明了当一维管在$y$方向上的数目为奇数时，某些Majorana模在管间隧穿中仍然存在.我们还讨论了我们的考虑，纳米线拓扑超导体的推广。
2013-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Free and Interacting Fermionic Conformal Field Theories on the Fuzzy Sphere
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Stony Brook University（石溪大学）
本文研究在模糊球上自由和相互作用费米共形场论，通过局部费米算子和角动量不匹配实现相变，并发现超Ising理论的超共形对称性。
2026-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech 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
Probability distribution of Majorana end-state energies in disordered wires
一维拓扑超导体在其末端具有马约拉纳束缚态。对于有限长度L的超导导线，这些马约拉纳态结合成费米子激发，其能量$ε_0$在L中呈指数小。弱无序使能量分裂指数地小，但影响其典型值，并导致大的样品到样品的波动。我们发现，概率分布的$ε_0$是对数正态的限制大L，而分布的最低位置的体能级$ε_1$有一个代数尾小$ε_1$。我们的发现对拓扑量子计算机的运行速度有影响。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall
Unveiling Topological Fusion in Quantum Hall Systems from Microscopic Principles
Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与工程中心）；Princeton University（普林斯顿大学）；Karlstads Universitet（卡尔斯特大学）；Institute for Advanced Study, Princeton（普林斯顿高等研究院）；Indiana University（印第安纳大学）
本文提出一种组合框架，通过微观数据直接推导量子反磁流体中任意子准粒子的融合规则，统一了阿贝尔和非阿贝尔激发的融合规则推导方法。
2026-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Exact ground states and topological order in interacting Kitaev/Majorana chains
我们研究了一个一维无自旋费米子相互作用系统，在没有相互作用的情况下，该系统简化为Kitaev链[A. Yu Kitaev，Phys.美国\textbf{44}，131（2001）]。在非相互作用的情况下，拓扑顺序的信号出现在边缘附近的本地化的零能量模式。我们表明，精确的基态可以得到分析，即使在最近邻排斥相互作用的存在下，当现场（化学）电位被调谐到一个特定的功能的其他参数。与非相互作用的情况下，所获得的基态是双重简并和不同的费米子宇称。我们证明了所得到的基态的唯一性，并表明，它们可以连续变形的非相互作用的Kitaev链的基态没有间隙关闭。我们还明确地表明，存在一组运营商，每个映射的基态的另一个具有相反的费米子宇称。这些算子可以被认为是Majorana边零模的相互作用的推广。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Supersymmetry in Closed Chains of Coupled Majorana Modes
我们考虑了一个由偶数个Majorana零模组成的闭链，其最近邻耦合一般是不同的，因此没有任何晶体对称性。相反，我们证明了一个紧急超对称（SUSY），这是伴随着无隙费米激发的可能性。特别地，该条件可以通过仅调谐一个耦合而容易地满足，而不管存在多少其他耦合。这样的系统可以通过两个平行的Majorana纳米线上的四个Majorana模式来实现，它们的端部由约瑟夫森结连接，主体由外部超导环连接。通过调节环中的磁通量$Φ$与约瑟夫森耦合，我们得到了$Φ_{SUSY}=\pm fΦ_0$与$Φ_0= hc/2e$的无带隙激发，这是由隧穿电导中的零偏压电导峰表示的。我们发现这个$f$一般是一个分数和振荡增加塞曼场平行的纳米线，这提供了一个独特的实验签名的存在马约拉纳模式。
2018-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
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
DC Conductance of X-shaped Majorana Interferometer reveals Non-Abelian Anyon Statistics
Heinrich-Heine-Universität（海因里希·海涅大学）；I.N.F.N., Gruppo collegato di Cosenza（意大利国家核物理研究所，科森扎协作组）；Università della Calabria（卡塔尼亚大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
该研究提出四端 X 形手性马约拉纳干涉仪，利用线性响应直流电导张量检测伊辛任意子非阿贝尔统计。通过手征玻色化理论发现其电导张量各向同性，能产生非零电导，可直接证明非阿贝尔统计，补充了双臂干涉仪研究。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simulating Majorana zero modes on a noisy quantum processor
相互作用费米子系统的模拟是量子计算机最令人期待的应用之一。最有趣的模拟将需要一台容错的量子计算机，而构建这样的设备仍然是一个长期目标。然而，现有噪声量子处理器的能力已经稳步提高，引发了人们对运行模拟的兴趣，这些模拟虽然不一定是经典的棘手问题，但可以作为设备基准，并有助于阐明在近期设备上实现实际应用的挑战。非相互作用的费米子系统非常适合于这些目的。虽然它们在量子处理器上模拟时显示出丰富的物理特性并产生高度纠缠态，但它们的经典易处理性使实验结果即使在通常违背经典模拟的大系统尺寸下也能得到验证。在这项工作中，我们使用一个嘈杂的超导量子处理器，准备马约拉纳零模式的Kitaev链哈密顿，非相互作用的费米子模型的本征态。我们的工作建立在以前的实验与非相互作用的费米子系统。以前的工作表明，错误缓解技术适用于斯莱特行列式的特殊情况。在这里，我们将展示如何将这些技术扩展到一般费米子高斯态的情况下，并通过在多达7个量子比特的系统上准备马约拉纳零模式来演示它们。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Quantum Computing with Majorana Fermion Codes
利用Majorana表面码和Majorana色码建立了基于Majorana容错量子计算的统一框架。所有逻辑Clifford门都是零时间开销实现的。这是通过引入一个协议，泡利产品测量与四子和六子，只需要本地4-马约拉纳奇偶校验测量。在容错设置中使用类似的协议，其中四子和六子被马约拉纳表面码补丁取代，并且奇偶校验测量被晶格手术取代，仍然只需要本地少数马约拉纳奇偶校验测量。为此，我们讨论了扭曲缺陷的马约拉纳费米子表面码和适应技术的扭曲为基础的晶格手术费米子码。此外，我们提出了一个新的家庭的代码，我们称之为马约拉纳色码，这是通过连接马约拉纳表面码与小马约拉纳费米子码。马约拉纳表面和颜色代码可以用来减少空间开销和稳定器的重量相比，他们的玻色子。
2018-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Emulating Majorana fermions and their braiding by Ising spin chains
我们分析了马约拉纳零能态的控制映射到一个链的伊辛自旋的费米子系统。虽然伊辛系统失去了拓扑保护，但映射提供了对量子态性质的额外见解。通过控制局部磁场，可以将伊辛链分成铁磁相和顺磁相，对应于费米系统的拓扑和非拓扑部分。在本文中，我们提出（拓扑不保护）协议进行编织操作，事实上也更一般的旋转。我们首先考虑一个T-结的几何形状，但我们也提出了一个纯一维系统的协议。这两种设置都依赖于额外的自旋1/2耦合器。通过在T-结几何中加入额外的自旋，我们克服了由于Jordan-Wigner变换的一维特征所带来的限制。在1D几何中，一旦链的铁磁（拓扑）部分被移到远处，控制其中一个伊辛链的耦合器就应该被操纵。我们还提出了我们的计划的实验实现。一种是基于通量量子比特链，它允许所有需要的控制场。我们还描述了如何将我们的方案的1D设置到一个链的超导导线托管每一对马约拉纳边缘状态。
2017-11-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long distance coherence of Majorana wires
理论上，拓扑超导体中的一对马约拉纳束缚态即使在很大的间距下也会形成一个费米子能级，这意味着宇称信息是非局域存储的。非定域性导致电子隧穿通过库仑阻塞的马约拉纳线的长距离相干性[Fu，Phys.Rev.Lett. 104，056402（2010）]，可以观察到的效果，例如，在干涉仪中。在这里，我们从理论上研究了相干电子转移，考虑到隧穿意味着长距离的电荷转移，这是由一维等离子体。我们表明，电荷动力学不影响的相干性的电子隧穿过程中的拓扑超导体组成的半导体线接近由一个单一的大块超导体。然而，如果拓扑超导性来自于由颗粒超导体近似的半导体线，则相干性可能被强烈抑制。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall
Teleportation-induced entanglement of two nanomechanical oscillators coupled to a topological superconductor
一维拓扑超导体的特点是一个单一的费米子零模，是离域的两个马约拉纳束缚态位于系统的两端。我们研究了一对空间分离的纳米机械振荡器隧道耦合到这些马约拉纳模式。最有趣的是，我们证明了在介观拓扑超导体上的电子-声子耦合和有限的充电能量的组合可以通过非局域费米零模导致振子之间的有效超交换。我们进一步表明，这种隐形传态机制导致纠缠的两个振荡器的距离，可以显着超过超导体的相干长度。
2014-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of interacting Majorana modes
我们研究了费米子链的Majorana模式的退相干，费米子与它们最近的邻居相互作用。我们研究了耗散和退相对费米子链的Majorana模的影响。耗散噪声和退相噪声分别诱导系统本征态之间的非宇称和宇称保持跃迁。因此，这两种类型的噪声导致不同的退相干机制。在每种类型的噪声中，我们讨论了低频和高频区域来描述不同的环境。我们数值计算的耗散和退相率在长程相互作用的存在下。我们发现，相互作用的马约拉纳模式的退相干率是不同的非相互作用的模式。我们给出的例子表明，长程相互作用可以降低退相干率。这对量子信息处理的潜在应用是有利的。
2015-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
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
Landau-Zener without a Qubit: Unveiling Multiphoton Interference, Synthetic Floquet Dimensions, and Dissipative Quantum Chaos
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文在非线性多能级玻色子系统中研究Landau-Zener-Stückelberg-Majorana干涉，通过两个超导谐振器实验展示弱非线性下的类两能级干涉、强非线性下的Kerr多光子共振，并理论证明LZSM峰合并可导致耗散量子混沌。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport Signatures of Majorana Quantum Criticality Realized by Dissipative Resonant Tunneling
本文从理论上研究了在电阻量子附近的电路阻抗范围内，耦合到强耗散导线上的无自旋共振电子能级的输运性质。使用Luttinger液体类比，人们得到了一个有效的哈密顿量表示的相互作用马约拉纳费米子，其中所有的环境自由度（铅和电磁模式）封装在一个单一的费米子浴。一般的输运方程，然后推导出该系统的马约拉纳T-矩阵。微扰处理的马约拉纳相互作用项产生的外观的边际，线性依赖的电导温度时，系统被调谐到其量子临界点，与最近的实验观察。我们详细研究了不同的交叉参与的问题，并分析了相互作用项中的运输标度函数的作用。特别是，我们表明，单势垒标度适用于当系统稍微远离其马约拉纳临界点，加强动态库仑阻塞的一般图片。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unpaired Majorana fermions in quantum wires
某些一维费米系统在体光谱中具有能隙，而边界状态由每个边界点的一个马约拉纳算子描述。一个有限长的$L$系统具有两个基态，其能量差与$\exp(-L/l_0)$成正比，并具有不同的费米子宇称。这样的系统可以用作量子比特，因为它们本质上不受退相干的影响。系统具有边界马约拉纳费米子的性质表示为体电子谱的条件。该条件在三维p波超导体附近引起的任意小能隙存在时都满足，只要正常谱在布里渊区的每一半有奇数个费米点（每个自旋分量分别计数）。
2000-10-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
