Resumen:
Los nanocables de Majorana, estructuras unidimensionales exóticas predichas por la teoría, han atraído una atención significativa debido a sus posibles aplicaciones en computación cuántica topológica y espintrónica. La realización de los modos cero de Majorana en estos nanocables se basa en la interacción de la superconductividad, la interacción espín-órbita (SOI) y la presencia de campos magnéticos externos. Sin embargo, aún no se comprende completamente el papel preciso de SOI en la estabilización de los modos Majorana y su protección de la decoherencia ambiental.
En este estudio, investigamos el impacto de SOI en la robustez de los nanocables Majorana a través de modelos teóricos y simulaciones numéricas. Analizamos el espectro de energía del sistema de nanocables e identificamos las firmas características de los estados ligados a Majorana. Al variar sistemáticamente la fuerza del SOI y otros parámetros relevantes, determinamos las condiciones óptimas para la formación de Majorana y su estabilidad frente a varios mecanismos de decoherencia.
Nuestros resultados arrojan luz sobre el papel fundamental de SOI en la protección de los nanocables de Majorana. Encontramos que un SOI fuerte es crucial para inducir la transición de fase topológica y abrir la brecha energética de Majorana. Además, demostramos que aumentar la fuerza del SOI mejora la resiliencia de los modos Majorana contra el desorden y las fluctuaciones del campo magnético, haciéndolos más robustos en condiciones experimentales realistas.
Nuestros hallazgos proporcionan información valiosa sobre el diseño y la optimización de los dispositivos de nanocables Majorana. Al adaptar la fuerza del SOI y otros parámetros del sistema, es posible mejorar la coherencia y la vida útil de las cuasipartículas de Majorana, acercándonos a la realización de tecnologías cuánticas topológicas basadas en estas notables excitaciones.
Palabras clave: Nanocables de Majorana, interacción espín-órbita, computación cuántica topológica, decoherencia, análisis del espectro energético, simulaciones numéricas, transición de fase topológica, estados ligados de Majorana, resiliencia frente al desorden, mejora de la coherencia.
