トポロジカル量子計算のための光渦の操作

マヨラナ束縛状態に基づくトポロジカル量子計算は、フォールトトレラント量子計算への新たな道を提供する可能性があります。最近のいくつかの実験では、鉄系超伝導体のようなトポロジカル超伝導体の渦コアがゼロエネルギーでマヨラナ束縛状態を宿す可能性が示唆されています。しかし、これらのゼロエネルギー渦束縛状態を用いる量子計算には、個別の渦を正確かつ迅速に操作する必要がありますが、スケーラブルな方法で行うことは困難です。この問題に対処するために、我々は、例えば走査光学顕微鏡による局所的な加熱に基づく制御方式を提案し、二次元トポロジカル超伝導体における渦束縛マヨラナゼロモードをより編み込むことを狙っています。まず、局所的な光加熱によって生成されたホットスポットで渦を捕らえることにより、超伝導材料の二つの欠陥の間で単一の渦を輸送するために必要な条件を導出します。渦の動きに関する重要な条件を備えた上で、我々は渦の編み込みに理想的な材料特性を確立し、有限の速度や温度に起因する遷移誤差をどのように最小限に抑えるかを説明します。我々の研究は、二次元トポロジカル超伝導体におけるゼロエネルギー渦束縛状態の光的または顕微鏡的制御への道を開くものです。