MIT Tech Review: 幻の素粒子「マヨラナ粒子」の量子テレポーテーション現象を解明

フラッシュ2023年12月14日

コンピューティング
幻の素粒子「マヨラナ粒子」の量子テレポーテーション現象を解明
by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

大阪大学、東京大学などの共同研究チームは、特殊な磁性体中に存在する「マヨラナ粒子」の量子もつれを利用した、量子テレポーテーション現象を理論的に解明した。

素粒子の1つとして1937年に理論提案されたマヨラナ粒子は、電気的に中性で、粒子と反粒子が同一という性質を持つとされているが、実験的にはまだ発見されていない。特殊な磁性絶縁体中では、強い量子もつれ状態として実現することが予言されているが、それを実験で測定する方法は不明であった。

研究チームは今回、物質中のマヨラナ粒子の量子もつれを介して、遠く離れた2つの電子スピンが互いに情報をやりとりする量子テレポーテーション現象が起こることを、解析的な理論計算と数値シミュレーションを組み合わせることで解明。さらに特殊な顕微鏡を用いることで、この現象が電気的に測定可能であることを示した。この測定は、物質中のマヨラナ粒子の探索や、物質中のマヨラナ粒子を用いた「トポロジカル量子コンピューター」の実現に貢献することが期待される。

研究論文は、米国科学誌フィジカル・レビュー・レターズ（Physical Review Letters）に2023年12月5日付けでオンライン掲載された。

（中條）
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