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摘要

Majorana束缚态具有非阿贝尔量子统计特性, 是极具潜力的拓扑量子计算方案的核心. 近期有多项实验研究提供了Majorana束缚态在某些超导体系中的存在证据, 使其成为近期凝聚态物理以及量子计算领域的前沿焦点之一. 本文介绍拓扑超导的机理、Majorana束缚态的新奇物理特性、实验观测和操作的方法以及相关量子器件的设计, 最后展望该研究方向的发展前景.

关键词:

Majorana bound states are considered useful for realizing topological quantum computation since they obey the non-Abelian quantum statistics. Recent experiments have provided evidences for their existence in some superconducting systems, triggering significant interests from scientists in the field of condensed matter physics and related materials science. In this article, we briefly review the basic concepts and recent developments in the study of Majorana bound states. We first discuss about the origin of the nontrivial topology in superconducting systems within the Bogoliubov-de Gennes mean-field scheme. Then we show the construction of Majorana quasiparticle excitations from an electronic state, and the realization of non-Abelian statistics based on position exchanges of the Majorana bound states hosted in superconductivity vortices. Afterwards we talk about specific one-dimensional and two-dimensional topological superconductors, and propose possible experimental methods for detecting Majorana bound states and operating the Majorana qubits. In particular, a quantum device for Majorana braiding without moving vortices is introduced. Finally, perspectives of the study on Majorana bound states are provided.

Keywords:

作者及机构信息

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通信作者:胡晓,Hu.Xiao@nims.go.jp

Authors and contacts

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Corresponding author:Hu Xiao,Hu.Xiao@nims.go.jp

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参考文献

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[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
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[38]
[39]
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[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]

[1]	初纯光, 王安琦, 廖志敏.拓扑半金属-超导体异质结的约瑟夫森效应. 必威体育下载 , 2023, 72(8): 087401.doi:10.7498/aps.72.20230397
[2]	王美红, 郝树宏, 秦忠忠, 苏晓龙.连续变量量子计算和量子纠错研究进展. 必威体育下载 , 2022, 71(16): 160305.doi:10.7498/aps.71.20220635
[3]	王晨旭, 贺冉, 李睿睿, 陈炎, 房鼎, 崔金明, 黄运锋, 李传锋, 郭光灿.量子计算与量子模拟中离子阱结构研究进展. 必威体育下载 , 2022, 71(13): 133701.doi:10.7498/aps.71.20220224
[4]	周宗权.量子存储式量子计算机与无噪声光子回波. 必威体育下载 , 2022, 71(7): 070305.doi:10.7498/aps.71.20212245
[5]	王宁, 王保传, 郭国平.硅基半导体量子计算研究进展. 必威体育下载 , 2022, 71(23): 230301.doi:10.7498/aps.71.20221900
[6]	宿非凡, 杨钊华, 赵寿宽, 严海生, 田野, 赵士平.铌基超导量子比特及辅助器件的制备. 必威体育下载 , 2022, 71(5): 050303.doi:10.7498/aps.71.20211865
[7]	姜达, 余东洋, 郑沾, 曹晓超, 林强, 刘伍明.面向量子计算的拓扑超导体材料、物理和器件研究. 必威体育下载 , 2022, 71(16): 160302.doi:10.7498/aps.71.20220596
[8]	张结印, 高飞, 张建军.硅和锗量子计算材料研究进展. 必威体育下载 , 2021, 70(21): 217802.doi:10.7498/aps.70.20211492
[9]	张诗豪, 张向东, 李绿周.基于测量的量子计算研究进展. 必威体育下载 , 2021, 70(21): 210301.doi:10.7498/aps.70.20210923
[10]	丁晨, 李坦, 张硕, 郭楚, 黄合良, 鲍皖苏.基于辅助单比特测量的量子态读取算法. 必威体育下载 , 2021, 70(21): 210303.doi:10.7498/aps.70.20211066
[11]	文炼均, 潘东, 赵建华.从高质量半导体/超导体纳米线到马约拉纳零能模. 必威体育下载 , 2021, 70(5): 058101.doi:10.7498/aps.70.20201750
[12]	顾开元, 罗天创, 葛军, 王健.拓扑材料中的超导. 必威体育下载 , 2020, 69(2): 020301.doi:10.7498/aps.69.20191627
[13]	何映萍, 洪健松, 刘雄军.马约拉纳零能模的非阿贝尔统计及其在拓扑量子计算的应用. 必威体育下载 , 2020, 69(11): 110302.doi:10.7498/aps.69.20200812
[14]	田宇玲, 冯田峰, 周晓祺.基于冗余图态的多人协作量子计算. 必威体育下载 , 2019, 68(11): 110302.doi:10.7498/aps.68.20190142
[15]	范桁.量子计算与量子模拟. 必威体育下载 , 2018, 67(12): 120301.doi:10.7498/aps.67.20180710
[16]	赵士平, 刘玉玺, 郑东宁.新型超导量子比特及量子物理问题的研究. 必威体育下载 , 2018, 67(22): 228501.doi:10.7498/aps.67.20180845
[17]	王素新, 李玉现, 王宁, 刘建军.耦合Majorana束缚态T形双量子点中的Andreev反射. 必威体育下载 , 2016, 65(13): 137302.doi:10.7498/aps.65.137302
[18]	赵娜, 刘建设, 李铁夫, 陈炜.超导量子比特的耦合研究进展. 必威体育下载 , 2013, 62(1): 010301.doi:10.7498/aps.62.010301
[19]	叶宾, 须文波, 顾斌杰.量子Harper模型的量子计算鲁棒性与耗散退相干. 必威体育下载 , 2008, 57(2): 689-695.doi:10.7498/aps.57.689
[20]	叶宾, 谷瑞军, 须文波.周期驱动的Harper模型的量子计算鲁棒性与量子混沌. 必威体育下载 , 2007, 56(7): 3709-3718.doi:10.7498/aps.56.3709

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