拉什巴自旋轨道耦合与人工设计的拓扑超导体

凝聚态物理学中最重要的物理效应之一是Rashba自旋轨道耦合(RSOC),这一概念由Emmanuel Rashba在开创性研究中提出。本文讨论、描述并评述了RSOC在当前拓扑量子计算活跃研究领域中的关键作用(同时提供批判性视角)。当前几乎所有实验性拓扑量子计算平台都将马约拉纳零模作为量子比特的构建单元——因其具有赋予内禀量子简并的非阿贝尔任意子特性,可实现受拓扑能隙保护的非局域编码。研究发现,RSOC是实验室制备低维拓扑超导体的关键要素,而此类拓扑超导体天然存在孤立局域化的能隙中马约拉纳零模。此外,增强RSOC强度可扩大拓扑能隙,从而提升量子比特对抗退相干的拓扑保护能力。因此,Rashba关于自旋轨道耦合的经典研究不仅可能实现局域化非阿贝尔任意子,更有望催生具有容错能力的量子计算。

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