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2023 Fiscal Year Research-status Report

マヨラナ粒子を活用したスピン流の制御機構の探求

Research Project

Project/Area Number 22K03525
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

古賀 昌久  東京工業大学, 理学院, 准教授 (90335373)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Keywordsキタエフ模型 / マヨラナ粒子 / 量子計算
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、キタエフ模型におけるマヨラナ粒子に着目し、それを活用したスピン流制御を理論的に解明・探索することを目的としている。電荷の自由度が凍結した量子スピン系において、量子スピン液体が注目を集めている。この量子スピン液体はキタエフ模型において実現し、そこではスピンの分数化によりマヨラナ粒子とフラックスが生じることが知られている。この系においては、マヨラナ粒子を媒介としたスピン振動を伴わないスピン輸送現象が起こる。この現象はマヨラナ粒子の非可換性を必要としないため、量子計算素子などへの応用が期待される。本研究では、キタエフ模型のマヨラナ粒子のスピン流を量子計算機上で実行することを目的とし、量子計算アルゴリズムを開発した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

熱揺らぎの効果に関して量子計算アルゴリズムを開発し、原著論文にまとめることができた

Strategy for Future Research Activity

スピン輸送に関して、量子計算機上で実現させる方法を提案し、スピン輸送の制御機構を明らかにする

Causes of Carryover

本研究課題においては数値計算を援用する。次年度以降により速い、またメモリの大きな計算機の購入し、本課題研究を強く進展させることを考えており、そのため次年度使用額が生じた

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] リバプール(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      リバプール
  • [Journal Article] Theory of non-Hermitian fermionic superfluidity on a honeycomb lattice: Interplay between exceptional manifolds and Van Hove singularity2024

    • Author(s)
      S. Takemori, K. Yamamoto, and A. Koga
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 109 Pages: L060501 1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.109.L060501

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ferromagnetically ordered states in the Hubbard model on the H00?hexagonal golden-mean tiling2024

    • Author(s)
      T. Matsubara, A. Koga, and S. Coates
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 109 Pages: 014413 1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.109.014413

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Efficient Control of High Harmonic Generation in Carbon Nanotubes using the Aharonov-Bohm Effect2023

    • Author(s)
      Y. Murakami, K. Nagai, and A. Koga
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 108 Pages: L241202 1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.108.L241202

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Energy flow during relaxation in an electron-phonon system with multiple modes: A nonequilibrium Green's function study2023

    • Author(s)
      K. Inayoshi, A. Koga, and Y. Murakami
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 92 Pages: 124001 1-17

    • DOI

      10.7566/JPSJ.92.124001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum algorithm for the microcanonical Thermal Pure Quantum method2023

    • Author(s)
      K. Mizukami and A. Koga
    • Journal Title

      Phys. Rev. A

      Volume: 108 Pages: 012404 1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.108.012404

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Majorana Gap Formation in the Anisotropic Kitaev Model with Ordered Flux Configuration2023

    • Author(s)
      A. Hashimoto, Y. Murakami, and A. Koga
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 107 Pages: 174428 1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.107.174428

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 二次元周期・準周期格子におけるハイパーユニフォーミティ2024

    • Author(s)
      古賀昌久
    • Organizer
      研究会 "第二回準周期電子状態とマルチフラクタリティ・ハイパーユニフォーミティ"
    • Invited
  • [Presentation] 二次元周期格子・準周期格子におけるハイパーユニフォーミティ2023

    • Author(s)
      古賀昌久
    • Organizer
      第28回準結晶研究会
  • [Presentation] キタエフ模型におけるスピン輸送2023

    • Author(s)
      古賀昌久
    • Organizer
      研究会 "量子凝縮相研究における新潮流"
    • Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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