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京大・東大・東工大、幻の粒子「マヨラナ粒子」を実証することに成功-トポロジカル量子コンピューター実現に期待

企業:富士通
産業:

発表日:2018年7月12日

幻の粒子「マヨラナ粒子」の発見

―トポロジカル量子コンピューターの実現に期待―

■概要

京都大学大学院理学研究科の笠原裕一 准教授、松田祐司 同教授、大西隆史 同修士課程学生(研究当時、現:富士通株式会社)、馬斯嘯 同修士課程学生、東京大学大学院新領域創成科学研究科の芝内孝禎 教授、水上雄太 同助教、東京大学大学院工学系研究科の求幸年 教授、東京工業大学理学院の田中秀数 教授、那須譲治 同助教、東京大学物性研究所の杉井かおり 研究員らの共同研究グループは、蜂の巣状の平面構造をもつ磁性絶縁体の塩化ルテニウム(α-RuCl3)において熱ホール効果 1が量子力学で規定される普遍的な値をとることを発見し、「マヨラナ粒子(2)」を実証することに成功しました。マヨラナ粒子は自分自身がその反粒子(3)と同一という不思議な性質を持ち、理論的予言から80年以上もその存在の確証が得られていなかった「幻の粒子」です。素粒子物理学を中心に探索が続けられてきましたが、近年、ある種の超伝導体や磁性体でマヨラナ粒子が出現する可能性が指摘され、大きな注目を集めてきました。本研究により、マヨラナ粒子が存在する決定的な証拠が得られただけでなく、マヨラナ粒子による量子化現象が高い温度で実現することが明らかになりました。マヨラナ粒子の制御法の開発を行うことで、高温でも動作可能なトポロジカル量子コンピューター4への応用が期待できます。

本成果は、2018年7月12日に英国の科学雑誌「ネイチャー(Nature)」にオンライン掲載されます。

※参考画像は添付の関連資料を参照

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

参考画像

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0484560_01.jpg

添付リリース

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0484560_02.pdf

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