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トポロジカル材料:InAs–Al混成デバイスにおけるパリティのシングルショット干渉測定

Nature 638, 8051 doi: 10.1038/s41586-024-08445-2

非アーベル型エニオンのフュージョンは、測定だけのトポロジカル量子コンピューティングにおける基本的な操作である。一次元トポロジカル超伝導体(1DTS)では、フュージョンが、マヨラナゼロモード(MZM)の共有フェルミオンパリティを決定することになる。今回我々は、フュージョン則の今後の検証に適合するデバイス・アーキテクチャーを提示する。我々は、ゲートで画定された超伝導ナノワイヤーを備えたインジウムヒ素–アルミニウムヘテロ構造において、フェルミオンパリティのシングルショット干渉測定を実行した。干渉計は、近接させたナノワイヤーを量子ドットにトンネル結合させることによって形成される。このナノワイヤーは、これらの量子ドットの量子容量に最大1 fFまでの状態依存的なシフトを生じさせる。今回の量子容量測定では、磁束周期h/2eの双峰性が観測され、最適磁束値では3.6 μsで信号対雑音比(SNR)が1であった。我々は、量子容量測定を時間的に追跡して、約2 Tの面内磁場で1 msより長い2つの関連状態の滞在時間を抽出した。我々は、トポロジカルに自明な起源と非自明な起源の両方の観点から、今回の測定結果の解釈について論じる。容量のシフトが大きくポイズニング時間が長いことにより、割り当て誤り確率1%のパリティ測定が可能になる。

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