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    Jackiw-Rebbi zero-mode :Réaliser un tressage non-abélien dans un système non-Majorana

    (a) Jonction en forme de croix à base de nanofils supportant le tressage non abélien des modes zéro de Jackiw-Rebbi. (b) Résultats numériques pour l'évolution de la fonction d'onde qui démontre les propriétés de tressage non abélien des modes zéro de Jackiw-Rebbi. Crédit :©Science China Press

    En tant que branche importante du calcul quantique, le calcul quantique topologique a beaucoup attiré l'attention pour avoir de grands avantages tels que la tolérance aux pannes. Le calcul quantique topologique est basé sur le tressage non abélien des états quantiques, où le tressage non abélien dans le domaine des statistiques quantiques est fortement lié à la non-localité des états quantiques. L'exploration du calcul quantique topologique au cours des deux dernières décennies est principalement axée sur le fermion de Majorana (ou son incarnation à énergie zéro connue sous le nom de mode zéro de Majorana), une particule exotique possédant des statistiques non-abéliennes et bien connue pour son être anti-particule lui-même.

    Le mode zéro de Jackiw-Rebbi a été soulevé pour la première fois dans le domaine de la physique des hautes énergies dans les années 1970. Avec l'importance croissante de la topologie dans le domaine de la physique de la matière condensée, le concept de mode zéro de Jackiw-Rebbi a également été adopté pour désigner le mode zéro protégé topologiquement dans la limite des isolants topologiques. Contrairement au mode zéro de Majorana présenté uniquement avec un paramètre d'ordre supraconducteur non nul, Le mode zéro de Jackiw-Rebbi n'est pas auto-conjugué et pourrait donc être présenté même en l'absence de symétrie particule-trou.

    Récemment, dans un article de recherche intitulé « Effet Aharonov-Bohm à double fréquence et propriétés de tressage non abélien du mode zéro de Jackiw-Rebbi, " Publié dans Revue scientifique nationale , des chercheurs de quatre universités, dont l'Université de Pékin et l'Université de Xi'an Jiaotong, ont revendiqué une nouvelle méthode réalisant un tressage non abélien. Co-auteurs Yijia Wu, Haiwen Liu, Jie Liu, Hua Jiang, et X. C. Xie a démontré que les modes zéro de Jackiw-Rebbi largement répandus dans les isolants topologiques supportent également le tressage non abélien.

    Dans ce travail, les auteurs ont construit des modes zéro de Jackiw-Rebbi dans un isolateur Hall à spin quantique. En montrant la fréquence d'oscillation Aharonov-Bohm du transport intermédié en mode zéro de Jackiw-Rebbi est doublée, ils ont affirmé que le mode zéro de Majorana peut être considéré comme un cas particulier du mode zéro de Jackiw-Rebbi avec une symétrie particule-trou. Dans la méthode de simulation numérique, ils ont également démontré que des propriétés de tressage non abélien sont présentées par les modes zéro de Jackiw-Rebbi en l'absence de supraconductivité. Les auteurs pensaient que ces résultats non seulement font des progrès théoriques présentant les propriétés charmantes du mode zéro de Jackiw-Rebbi, mais offrent également la possibilité de réaliser un calcul quantique topologique dans un système non Majorana (non supraconducteur).

    Cette dernière recherche a également mis en avant une règle de fusion généralisée et continuellement accordable en calcul quantique topologique lorsque la dégénérescence des modes zéro de Jackiw-Rebbi est levée. Les auteurs ont conclu que le mode zéro de Jackiw-Rebbi pourrait être un nouveau candidat pour le calcul quantique topologique et présente des avantages supplémentaires par rapport à son cousin Majorana :(1) la supraconductivité n'est plus requise; (2) possède la règle de fusion généralisée; et (3) l'écart énergétique est généralement plus grand.


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