Los Qubits construidos a partir de fermiones Majorana teóricamente tendrían ciertas ventajas sobre los qubits del sistema tradicional de 2 niveles. Una propiedad notable de los fermiones de Majorana debido a sus matemáticas es que el operador de intercambio entre MFs identitarios no conmuta, a diferencia de la mayoría de los bosones o fermiones, donde el operador de intercambio multiplica la función de onda por 1 o -1, respectivamente.
En la práctica, esto resulta en un sistema con múltiples estados degenerados que aumentan con el número de MF en el sistema. Al intercambiar los fermiones de Majorana (por ejemplo, moviendo físicamente uno alrededor del otro, por ejemplo), puede alterar el estado del sistema, y este sistema teóricamente podría acoplarse a otra cosa para una lectura.
Los qubits tradicionales tienen un problema de confiabilidad en que la decoherencia y la manipulación imprecisa de la fase pueden conducir a muchos errores a lo largo del tiempo que deberían tenerse en cuenta. (Y la corrección de errores cuánticos puede ser bastante complicada gracias a nuestra incapacidad para clonar información cuántica. Consulte Corrección de errores cuánticos).
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El uso de fermiones Majorana parecería esquivar este problema de algunas maneras interesantes. Los qubits MF están, debido a su naturaleza, protegidos de la decodificación debido al ruido exterior. Los estados solo pueden ser manipulados por operaciones de trenzado topológico. En un qubit normal, puede intentar rotarlo en la esfera Bloch en 90 grados, pero si esa rotación es imprecisa y la ha girado en 90.01, acaba de introducir un nuevo error que podría propagarse a través de sus cálculos. Pero para trenzar dos MF, ya sea que haya movido uno en un círculo perfecto alrededor del otro o en un círculo irregular y tambaleante, siempre que los intercambios sean topológicamente equivalentes, ha realizado exactamente la misma operación.
Entonces, con los fermiones Majorana, teóricamente podría tener información cuántica protegida topológicamente para su uso en criptografía cuántica.
