通过拓扑相和耗散效应的动态控制实现边缘态的快速高保真传输

拓扑边缘态对于保持对称性的扰动和噪声具有鲁棒性,这使得它们在量子信息和计算领域,特别是在通过马约拉纳准粒子的编织操作实现的拓扑量子计算中具有广阔的应用前景。实现这些应用需要对边缘态进行快速且高保真度的动态控制。在该工作中,研究人员从理论上提出了一种通过动态移动不同拓扑数区域之间的畴壁来传输一维拓扑边缘态的高保真度方法。该方法从根本上依赖于洛伦兹不变性和相对论效应,因为以恒定速度移动畴壁会将问题转化为服从狄拉克方程的粒子的均匀线性运动。研究人员通过使用具有两个内部态的一维量子行走,展示了该方法在高保真度传输边缘态方面的有效性,这在当前的实验技术下是可行的。研究人员还研究了环境中的比特翻转和相位翻转耗散对传输效率的影响。值得注意的是,这些耗散分别在慢速和快速传输极限下对效率的影响最小,这可以通过边缘态的相对论效应来解释。

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