InAs-Al 소자에서 단일 샷 패리티 측정

비아벨 양자(non-Abelian anyons)의 융합은 측정 기반 위상 양자 컴퓨팅의 핵심 연산이다. 1차원 위상 초전도체에서 이 융합은 마요라나 영모드(MZM)의 공유 페르미온 패리티를 결정하는 과정과 같다. 본 연구는 향후 융합 규칙 검증에 적합한 새로운 소자 구조를 제안한다. 게이트로 정의된 초전도 나노와이어를 포함하는 인듐 비소-알루미늄 이종 구조에서 페르미온 패리티의 단일 샷 간섭 측정 방식을 구현했다. 나노와이어를 양자점에 터널 결합하여 간섭계를 형성했으며, 나노와이어는 양자점의 양자 커패시턴스에 최대 1 fF의 상태 의존적 변화를 유발했다. 양자 커패시턴스 측정 결과, 최적 자속 값에서 3.6 μs 내에 1의 신호 대 잡음비(SNR)를 갖는 h/2e 주기적 이봉 분포가 나타났다. 양자 커패시턴스 측정의 시간 추적 데이터로부터, 약 2 T의 면내 자기장에서 두 관련 상태의 체류 시간이 1 ms 이상임을 확인했다. 이러한 측정 결과는 위상학적으로 자명하거나 비자명한 기원 모두로 해석될 수 있다. 큰 커패시턴스 변화와 긴 포이즈닝 시간 덕분에 1%의 할당 오류 확률로 패리티 측정이 가능하다. 게이트로 정의된 초전도 나노와이어를 갖춘 인듐 비소-알루미늄 이종 구조 기반 소자 아키텍처는 단일 샷 간섭 페르미온 패리티 측정을 가능하게 하며, 1%의 낮은 할당 오류 확률을 달성했다.