分数電荷準粒子励起を持つ超伝導接合系におけるエニオンの研究

• 研究課題/領域番号: 25H00613
• 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: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 小塚 裕介 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, グループリーダー (70580372)
• 研究分担者: 野村 健太郎 九州大学, 理学研究院, 教授 (00455776) ; 田仲 由喜夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40212039) ; 橋坂 昌幸 東京大学, 物性研究所, 准教授 (80550649)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円); 2025年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
• キーワード: エニオン / グラフェン / 超伝導接合 / 量子ホール効果

研究開始時の研究の概要

トポロジカル量子計算では非可換エニオンと呼ばれる準粒子が用いられるが、多くの研究では汎用量子計算が可能ではない非可換エニオン（マヨラナフェルミオン）が対象である。本研究では、汎用量子計算を可能とする非可換エニオン（フィボナッチエニオン）の構成要素であるパラフェルミオンの特性を実験・理論の両面から明らかにすることを目指す。パラフェルミオンは分数電荷の粒子が超伝導的にペアリングして発現すると理論的に予想されており、実験的には分数量子ホール状態と超伝導体の界面が有望な物理系となる。本研究では、汎用トポロジカル量子計算を可能にするためのパラフェルミオンおよびフィボナッチエニオンの基礎学理構築を目指す。