[发明专利]拓扑量子比特融合

权利要求书

1.一种用于提供拓扑量子计算运算的方法，包括：

提供分别位于第一拓扑线分段的第一端和第二端的第一准粒子和第二准粒子；

提供分别位于第二拓扑线分段的第一端和第二端的第三准粒子和第四准粒子；

在非拓扑相位区域中形成在所述第二准粒子和所述第三准粒子之间延伸的势阱；

将在所述第二准粒子和所述第三准粒子之间延伸的非拓扑相位区域转至在所述第二准粒子和所述第三准粒子之间延伸的拓扑相位区域，并同时维持所述势阱；以及

在所述势阱中以陷获融合结果准粒子的方式将所述第二准粒子和所述第三准粒子融合在一起，所述融合结果准粒子得自所述势阱中所述第二准粒子和所述第三准粒子的融合；

所述方法还包括测量所述融合结果准粒子，以确定所述融合结果准粒子是I融合结果粒子还是ψ融合结果粒子。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在非拓扑相位区域中形成在所述第二准粒子和所述第三准粒子之间延伸的势阱以及将在所述第二准粒子和所述第三准粒子之间延伸的非拓扑相位区域转至在所述第二准粒子和所述第三准粒子之间延伸的拓扑相位区域包括：调节多个门以驱动包括非拓扑相位区域和拓扑相位区域的纳米线中的相位变化。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

将其中陷获有所述融合结果准粒子的势阱与所述第一拓扑线分段的第一端朝向彼此移动。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述融合结果准粒子是第一融合结果准粒子，所述方法还包括：

将所述第一准粒子和所述第一融合结果准粒子融合在一起以得到第二融合结果准粒子。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，初始第一量子比特至少包括所述第一准粒子和所述第二准粒子，初始第二量子比特包括所述第三准粒子和所述第四准粒子以及至少第五准粒子，所述方法还包括：

用至少所述第二融合结果准粒子和所述第五准粒子形成第三量子比特。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一拓扑线分段是Majorana线。

7.一种量子计算设备，包括：

纳米线，所述纳米线可配置为具有第一拓扑分段和第二拓扑分段以及非拓扑分段，每个拓扑分段具有第一端和第二端且具有相应的在其处局部化的准粒子，所述非拓扑分段在所述第一拓扑分段和所述第二拓扑分段的各第一端之间延伸；

门阵列，所述门阵列被配置成在所述纳米线中可选择地电感应从拓扑到非拓扑的相位变化且反之亦然，并且被配置成电感应所述纳米线中陷获在其中的融合结果准粒子的势阱，所述融合结果准粒子是在所述第一拓扑分段和所述第二拓扑分段的各第一端处局部化的准粒子的融合产物；以及

测量设备，所述测量设备被配置成测量所述融合结果准粒子，以确定所述融合结果准粒子是I融合结果粒子还是ψ融合结果粒子。

8.如权利要求7所述的量子计算设备，其特征在于，所述纳米线包括Majorana线。

9.如权利要求7所述的量子计算设备，其特征在于，所述门阵列还被配置成引起所述势阱的相对运动，以使所述势阱以及所述第一拓扑分段的第二端被朝向彼此移动。