スピン三重項トポロジカル超伝導体におけるマヨラナ粒子状態の検出

• 研究課題/領域番号: 25H00609
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分13:物性物理学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤本 聡 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (10263063)
• 研究分担者: 田仲 由喜夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40212039) ; 水島 健 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (50379707) ; 北川 俊作 京都大学, 理学研究科, 准教授 (50722211) ; 石田 憲二 京都大学, 理学研究科, 教授 (90243196)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2030-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円); 2025年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: トポロジカル超伝導 / マヨラナ粒子 / 強相関電子系 / NMR

研究開始時の研究の概要

本研究は、誤り耐性のある量子計算への応用が強く期待されているトポロジカル超伝導体のマヨラナ表面状態を磁気的に検出することを目的とする。マヨラナ状態は誤り耐性のある量子ビットとして期待されているものの、その存在が未だ実験的に確立していない。本研究は理論グループと実験グループとの連携によって、この難題に挑むものである。マヨラナ状態は超伝導体試料の表面付近の限られた小さい領域に現れるため、その信号は弱く捉えるのが難しいとされてきた。この問題を克服するために表面に金属を蒸着し、金属領域に近接効果によって染み出したマヨラナ状態を磁気的実験手法で検出することを目指す。