交变磁体-超导体异质结构:一种可扩展的马约拉纳模态编织平台

基于马约拉纳零模(MZMs)这一任意子激发态构建的拓扑量子计算,长期以来被视为实现可扩展量子计算的突破性路径。最新研究表明,交替磁性材料的出现为二维材料边界局域化MZMs提供了新思路——通过将交替磁性薄膜与超导基底结合,利用超导邻近效应实现这一目标。该团队证实,交替磁体-超导体异质结构不仅能稳定承载MZMs,更可通过调节奈尔矢量方向使其沿材料拓扑边界自由移动。在方形平台上,研究人员采用动态模拟方法演示了通过编织操作实现Z门的过程,并将其拓展至H型交叉结构,成功在单量子比特系统上实现X门与Z门操作。尤为重要的是,该结构具有出色的多量子比特扩展能力,为通用量子计算提供了关键实现基础。

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