Implementación del tejido no abeliano en sistemas no majorana

En el campo de la computación cuántica, la computación cuántica topológica es una rama importante y tiene una serie de ventajas como una alta tolerancia a fallos. La computación cuántica topológica se basa en gran medida en el tejido no abeliano de estados cuánticos, una propiedad estadística cuántica estrechamente relacionada con la no localidad de los estados cuánticos. Durante las últimas dos décadas, muchos investigadores han estudiado los fermiones de Majorana, una partícula exótica que permite el tejido no abeliano en sistemas paramétricos ordenados superconductores, y un caso especial de esta partícula: el modo cero de Majorana con energía cero.

Recientemente, el equipo del profesor Xie Xincheng en el Centro de Ciencia de Materiales Cuánticos de la Universidad de Pekín, en cooperación con la Universidad de Angola y otras unidades, explicó una nueva forma de lograr un trenzado no abeliano, es decir, utilizando el Jackiw -Rebbi que está ampliamente presente en aisladores topológicos Implementación en modo cero de trenzado no abeliano.

El concepto de modo cero de Jackiw-Rebbi apareció por primera vez en el campo de la física de altas energías y posteriormente se extendió al campo de la física de la materia condensada. Se utiliza para referirse al modo de energía cero topológicamente protegido. Borde de un aislante topológico. En comparación con el modo cero de majorana, el modo cero de Jackiw-Rebbi no tiene propiedades de autounión y, por lo tanto, puede aparecer en sistemas no superconductores sin protección de simetría de agujeros de partículas.

En este trabajo, los investigadores construyeron un modo cero Jackiw-Rebbi en un aislante Hall de espín cuántico y confirmaron que este modo cero conduce al efecto Aharonov-Bohm de frecuencia duplicada sin superen el caso de la conductividad. puede exhibir características de trenzado no abelianas, y el modo cero majorana puede considerarse como un caso especial del modo cero Jackiw-Rebbi con simetría de cavidad de partículas.

(a) Implementación de la estructura de nanocables trenzados en forma de cruz no abeliana de modo cero de Jackiw-Rebbi; los resultados numéricos de la evolución de la función de onda muestran las características de trenzado no abeliano del modo cero de Jackiw-Rebbi.

Los investigadores también descubrieron que cuando se viola la degeneración, el modo cero de Jackiw-Rebbi exhibirá propiedades de trenzado no abelianas que las reglas de fusión del modo cero de Mayorana no tienen. Esta propiedad ajustable que no depende de la superconductividad ni de grandes brechas de energía puede proporcionar nuevas ideas para la computación cuántica topológica.

Los resultados relevantes se publicaron en la National Science Review (NSR) bajo el título "Propiedades de trenzado no abeliano del efecto Aharonov-Bohm de doble frecuencia y modos cero jackiw-rebbi". Wu Yijia, estudiante de doctorado en el Centro de Ciencia de Materiales Cuánticos de la Universidad de Pekín, es el primer autor. El profesor Xie Xincheng y el profesor asociado Liu Jie de la Universidad Xi'an Jiaotong son los autores correspondientes. Otros colaboradores incluyen a Liu Haiwen de la Universidad Normal de Beijing. y el profesor Jiang Hua de la Universidad de Suzhou.