Fermion-Parity-Based Computation and Its Majorana-Zero-Mode Implementation.
Fermion-Parity-Based Computation and Its Majorana-Zero-Mode Implementation.
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DOI：
10.1103/physrevlett.128.180504
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发表时间：
2021-10
影响因子：
8.6
通讯作者：
Campbell K. McLauchlan;B. B'eri
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Campbell K. McLauchlan;B. B'eri
马约拉纳零模（MZMs）为拓扑保护的费米子量子计算提供了一个平台。然而，创建多个MZM并（直接或经由测量）生成必要的变换（例如，辫子）提出了重大挑战。我们介绍费米子奇偶校验为基础的计算（FPBC）：一个基于测量的计划，仿照基于保利的计算，使用有效的经典处理，以虚拟地增加可用的MZM的数量，其中，魔术状态输入，操作没有变换。FPBC要求所有MZM奇偶校验都是可测量的，但这与所提出的MZM硬件中的约束相冲突。因此，我们引入了一种设计，其中所有的奇偶校验是直接测量的，因此非常适合FPBC。在开发FPBC时，我们将“逻辑辫子群”确定为克利福德群的费米子类似物。
Majorana zero modes (MZMs) promise a platform for topologically protected fermionic quantum computation. However, creating multiple MZMs and generating (directly or via measurements) the requisite transformations (e.g., braids) pose significant challenges. We introduce fermion-parity-based computation (FPBC): a measurement-based scheme, modeled on Pauli-based computation, that uses efficient classical processing to virtually increase the number of available MZMs and which, given magic state inputs, operates without transformations. FPBC requires all MZM parities to be measurable, but this conflicts with constraints in proposed MZM hardware. We thus introduce a design in which all parities are directly measurable and which is hence well suited for FPBC. While developing FPBC, we identify the "logical braid group" as the fermionic analog of the Clifford group.