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量子物理

arXiv:2508.10106 (quant-ph)
[提交于 2025年8月13日 ]

标题: 马约拉纳编织模拟与投影测量

标题: Majorana braiding simulations with projective measurements

Authors:Philipp Frey, Themba Hodge, Eric Mascot, Stephan Rachel
摘要: 我们总结了使用拓扑超导纳米线网络中的马约拉纳零模进行通用拓扑量子计算所需的关键要素。 特别强调了稀疏和密集逻辑量子比特编码的使用,以及通过投影奇偶测量在它们之间的转换。 结合杂化,这些操作扩展了计算能力,不仅限于编织操作,并实现了通用门集。 除了概述理论基础——包括马约拉纳算子代数以及稳定子形式主义——我们还引入了一种高效的数值方法来模拟此类系统的时变动力学。 该方法基于时变佩夫里亚诺形式主义,允许对包含编织、投影测量和无序的现实设备架构进行经典模拟。 结果是一个半教学性的概述和计算工具包,旨在支持对拓扑量子计算平台的进一步探索。
摘要: We summarize the key ingredients required for universal topological quantum computation using Majorana zero modes in networks of topological superconductor nanowires. Particular emphasis is placed on the use of both sparse and dense logical qubit encodings, and on the transitions between them via projective parity measurements. Combined with hybridization, these operations extend the computational capabilities beyond braiding alone and enable universal gate sets. In addition to outlining the theoretical foundations-including the algebra of Majorana operators, along with the stabilizer formalism-we introduce an efficient numerical method for simulating the time-dependent dynamics of such systems. This method, based on the time dependent Pfaffian formalism, allows for the classical simulation of realistic device architectures that incorporate braiding, projective measurements, and disorder. The result is a semi-pedagogical overview and computational toolbox designed to support further exploration of topological quantum computing platforms.
评论: 13页,4图
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall)
引用方式: arXiv:2508.10106 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2508.10106v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.10106
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Themba Hodge H [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 8 月 13 日 18:03:42 UTC (1,381 KB)
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