Нулевые моды Майораны и топологические квантовые вычисления

Мы представляем современный взгляд на быстро развивающуюся область исследования нулевых мод Майораны (MZM) в твердотельных системах. Особое внимание уделяется теоретическому предсказанию, экспериментальной реализации и потенциальному использованию MZM в будущих устройствах обработки информации посредством топологических квантовых вычислений (TQC), основанных на взаимном переплетении (брейдинге). Хорошо пространственно разделённые MZM должны проявлять неабелевскую статистику взаимного переплетения, пригодную для реализации унитарных логических операций в рамках TQC. Недавние экспериментальные работы, проведённые вслед за более ранними теоретическими предсказаниями, выявили специфические признаки, согласующиеся с существованием мод Майораны, локализованных на концах полупроводниковых нанопроводов при наличии эффекта сверхпроводящей близости. Мы обсуждаем экспериментальные результаты и их теоретические интерпретации, а также оцениваем, в какой степени наблюдения свидетельствуют о существовании анионных MZM в твердотельных системах. Мы также рассматриваем системы дробного квантового эффекта Холла (состояние 5/2), которые широко изучались в контексте неабелевых анионов и TQC. Мы описываем предложенные схемы реализации взаимного переплетения MZM, а также необходимые этапы осуществления TQC.