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    Jackiw-Rebbi zero-mode:realizzazione di intrecci non abeliani in un sistema non Majorana

    (a) Giunzione a forma di croce basata su nanofili che supporta l'intreccio non abeliano delle modalità zero Jackiw-Rebbi. (b) Risultati numerici per l'evoluzione della funzione d'onda che dimostra le proprietà di intrecciatura non abeliana degli zero-mode di Jackiw-Rebbi. Credito:©Science China Press

    Essendo un ramo importante della computazione quantistica, il calcolo quantistico topologico ha attirato molta attenzione per i grandi vantaggi come la tolleranza ai guasti. Il calcolo quantistico topologico si basa sull'intreccio non abeliano degli stati quantistici, dove l'intreccio non abeliano nel campo della statistica quantistica è fortemente correlato alla non località degli stati quantistici. L'esplorazione del calcolo quantistico topologico negli ultimi due decenni si è concentrata principalmente sul fermione di Majorana (o la sua incarnazione a energia zero nota come modalità zero di Majorana), una particella esotica che possiede statistiche non abeliane e ben nota per essere essa stessa antiparticella.

    La modalità zero di Jackiw-Rebbi è stata sollevata per la prima volta nel campo della fisica delle alte energie negli anni '70. Con la crescente importanza della topologia nell'area della fisica della materia condensata, il concetto di zero-mode di Jackiw-Rebbi è stato adottato anche per riferirsi allo zero-mode topologicamente protetto nel confine degli isolanti topologici. In contrasto con il Majorana zero-mode presentato solo con un parametro di ordine superconduttore non nullo, La modalità zero di Jackiw-Rebbi non è autoconiugata e quindi potrebbe presentarsi anche in assenza di simmetria particella-buco.

    Recentemente, in un articolo di ricerca intitolato "Effetto Aharonov-Bohm a doppia frequenza e proprietà di intrecciatura non abeliana della modalità zero di Jackiw-Rebbi, " pubblicato in Rassegna scientifica nazionale , ricercatori di quattro università, tra cui l'Università di Pechino e la Xi'an Jiaotong University, hanno affermato un nuovo metodo per realizzare l'intreccio non abeliano. Co-autori Yijia Wu, Haiwen Liu, Jie Liu, Hua Jiang, e X. C. Xie hanno dimostrato che le modalità zero di Jackiw-Rebbi ampiamente esistenti negli isolanti topologici supportano anche l'intreccio non abeliano.

    In questo lavoro, gli autori hanno costruito le modalità zero di Jackiw-Rebbi in un isolante di Hall di spin quantistico. Mostrando la frequenza di oscillazione di Aharonov-Bohm del trasporto intermedio di Jackiw-Rebbi in modalità zero è raddoppiata, hanno affermato che la modalità zero di Majorana può essere vista come un caso speciale di modalità zero di Jackiw-Rebbi con simmetria particella-buco. Nel metodo della simulazione numerica, hanno anche dimostrato che le proprietà di intreccio non abeliano sono esibite dagli zero-mode di Jackiw-Rebbi in assenza di superconduttività. Gli autori ritenevano che questi risultati non solo facessero progressi teorici esibendo le affascinanti proprietà della modalità zero di Jackiw-Rebbi, ma forniscono anche la possibilità di realizzare computazioni quantistiche topologiche in un sistema non Majorana (non superconduttivo).

    Quest'ultima ricerca ha anche proposto una regola di fusione generalizzata e continuamente sintonizzabile nel calcolo quantistico topologico quando viene eliminata la degenerazione dei modi zero di Jackiw-Rebbi. Gli autori hanno concluso che la modalità zero di Jackiw-Rebbi potrebbe essere un nuovo candidato per il calcolo quantistico topologico e presenta ulteriori vantaggi rispetto al cugino Majorana:(1) la superconduttività non è più richiesta; (2) possiede la regola della fusione generalizzata; e (3) il gap energetico è generalmente maggiore.


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