Elucidating the effects of dissipation on creation, detection, and manipulation of non-Abelian quasiparticles in quantum spin liquids

Research Project

Project/Area Number	24K17009
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	福井毅勇東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (90912189)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000) Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	量子スピン液体 / キタエフ模型 / 非可換エニオン / 開放量子系 / マヨラナ粒子
Outline of Research at the Start	キタエフ量子スピン液体は、α-RuCl3などの候補物質での実現が期待される量子スピン液体の一種である。その励起としては、スピンが分数化した遍歴マヨラナ粒子と局在バイゾンが現れる。時間反転対称性が破れたカイラルスピン液体相においては、これらの分数励起が非可換エニオンを構成する。非可換エニオンは局所的な摂動に対し頑健であり、これを用いた外乱に対して安定なトポロジカル量子計算が期待されている。本研究では、量子デバイスにおける実装を念頭に置いて、量子スピン液体に対する外部環境からの影響を多角的に解明し、非可換準粒子の創出・検出・制御に立脚する基礎的な理論を開拓し、次世代の量子計算デバイスの実現に迫る。