半導体をベースとしたトポロジカル超伝導スピントロニクス：次世代量子情報基盤の創成

2023 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 23K17324
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田中 雅明 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30192636)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Le DucAnh 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50783594)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2027-03-31

Summary of the Research Project

次世代の量子コンピュータの構築に向けて、外乱に強く制御性の高い量子状態を実現するために新たな半導体プラットフォームを創ることを目的とする。特にMajorana Fermion 準粒子によるトポロジカル状態を用いるために、強磁性半導体をベースとしたヘテロ接合材料技術を活用し、半導体・強磁性・超電導の機能を持つ複合構造を形成する。その物理機構を解明し、トポロジカル量子計算のハードウェア基盤を目指す。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

本研究は、応募者独自の手法により半導体-強磁性体-超伝導体からなるヘテロ接合を作製することで、次世代の量子科学技術の基盤となりうるトポロジカル超伝導スピントロニクスという新たな分野を切り開くものである。トポロジカル物性の解明やMajorana準粒子観測・制御など物質科学の新開拓、無散逸なトポロジカル状態を用いた超低消費電力デバイスの実現等、基礎・応用の両観点から学術的に意義深い。