トポロジカル量子スピン液体における量子エンタングルメント

• 研究領域: 極限宇宙の物理法則を創る－量子情報で拓く時空と物質の新しいパラダイム
• 研究課題/領域番号: 24H00965
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 東京大学 (2025); 京都大学 (2024)
• 研究代表者: 末次 祥大 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00893710)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2025年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: 量子スピン液体 / トポロジー

研究開始時の研究の概要

電子相関とトポロジーが結合した強相関トポロジカル系では量子エンタングルメントした基底状態が実現する。例えば、強く相互作用する局在スピンが絶対零度においても秩序化・凍結せずに揺らいでいる量子スピン液体では、局在スピンがスピノンやマヨラナ粒子などの全く異なる自由度に分数化し、有限のエンタングルメントエントロピーを持つトポロジカル秩序状態が現れる。本課題では量子スピン液体におけるトポロジカル秩序相への磁場誘起相転移を検出し、そのトポロジカル秩序相の解明を行うことを目的として研究を行う。本研究を通じて、強相関物質中の量子エンタングルメントといった新たな実験研究舞台の開拓を目指す。