Building fracton phases by Majorana manipulation
Building fracton phases by Majorana manipulation
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通过马约拉纳操纵构建分形相
DOI：
10.1103/physrevresearch.1.013011
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发表时间：
2019
影响因子：
4.2
通讯作者：
F. von Oppen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yizhi You;F. von Oppen
分形拓扑相是一种迁移率受限的分形拓扑准粒子，在容错量子计算中有着广阔的应用前景。虽然已经提出了各种精确可解的分形子模型，但需要平台来通过实验实现它们。我们发现，一组丰富的分形阶段出现在相互作用的马约拉纳带模型的积木是在实验范围内。具体而言，我们的马约拉纳建设克服了一个主要障碍，即，实施复杂的自旋簇相互作用的分形稳定剂代码。所提出的结构的基本组成部分包括库仑封锁的马约拉纳岛和弱库仑马约拉纳杂交。这种设置产生了各种各样的分形子状态，并承诺许多机会，探测和控制分形子阶段实验。我们的方法还揭示了分形相和马约拉纳费米子码之间的关系，并进一步产生了一个层次的分形自旋液体。
Fracton topological phases host fractionalized topological quasiparticles with restricted mobility, with promising applications to fault-tolerant quantum computation. While a variety of exactly solvable fracton models have been proposed, there is a need for platforms to realize them experimentally. We show that a rich set of fracton phases emerges in interacting Majorana band models whose building blocks are within experimental reach. Specifically, our Majorana constructions overcome a principal obstacle, namely, the implementation of the complicated spin cluster interactions underlying fracton stabilizer codes. The basic building blocks of the proposed constructions include Coulomb blockaded Majorana islands and weak interisland Majorana hybridizations. This setting produces a wide variety of fracton states and promises numerous opportunities for probing and controlling fracton phases experimentally. Our approach also reveals the relation between fracton phases and Majorana fermion codes and further generates a hierarchy of fracton spin liquids.
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