2025年8月の気になった論文（暫定版）
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‐2025/8/5‐‐‐‐
Sliding two-dimensional superconductivity and charge-density-wave state in a bulk crystal
2次元（2D）極限における超伝導は、エキゾチックな量子現象の宝庫であり、その多くは3次元超伝導では未だ解明されていない。2D超伝導の研究は主に単層または少数層系に焦点を当ててきたが、我々は代替の手法としてバルク結晶における層間滑りを実証する。精密に制御された成長戦略を用いることで、バルク3R-NbSe2において層間滑りを発現させ、[001]面対称性を意図的に破壊し、層間結合を大幅に抑制することに成功した。
Advanced SQUID-on-lever scanning probe for high-sensitivity magnetic microscopy with sub-100-nm spatial resolution
超伝導量子干渉素子（SQUID）は、微弱磁場を検出できる極めて高感度な磁力計です。この素子を小型化し、走査プローブに組み込むことで、低温での高解像度イメージングが可能になります。本研究では、ウェーハスケールの光リソグラフィーと集束イオンビーム（FIB）加工を組み合わせることで、平面シリコンカンチレバーの頂点に10nmまでのループサイズを持つナノメートルスケールのニオブSQUIDを作製しました。
Simulating high-temperature superconductivity in moiré WSe2
本研究では、モアレWSe2二重層をねじれ角によって中程度の相関領域に調整し、静電ゲート制御、電気伝導測定、磁気光学測定によって、モアレ単位胞あたり1つの正孔（v = 1）の周囲の相図をマッピングする。v = 1での反強磁性絶縁体、電子および正孔ドーピングによる超伝導ドーム、そしてストレンジ金属性を含む高温での異常な金属状態など、様々な高温超伝導現象を観測する。
トポロジーと相関の相互作用は、量子系における境界臨界性を研究するための新たな場を定義する。我々は、大規模な補助場量子モンテカルロシミュレーションを用いて、ジグザグエッジを持つハニカム格子上の2次元ケイン・メレ・ハバード模型と、3次元XYバルク臨界点に調整されたハバードU項を研究する。
Unified description of cuprate superconductors by fractionalized electrons emerging from integrated analyses of photoemission spectra and quasiparticle interference
高温超伝導銅酸化物の電子構造を、走査トンネル顕微鏡による準粒子干渉（QPI）と角度分解光電子分光（ARPES）という2つの相補的な分光法から独立して得られた実験データを分析し、これら2つのデータを統一的な理論解析に統合することで研究する。実験的に測定可能な量の明示的な計算により、電子の分数化を表す単純な2成分フェルミオンモデル（TCFM）が、これらの実験データの様々な詳細な特徴を再現できることを示す。
Floquet theory and applications in open quantum and classical systems
この記事では、最近の研究結果に重点を置きながら、開放型（散逸型）量子系または古典系におけるフロケ工学（FE）現象を解析するための理論的手法について説明します。
A theory of strange metals
以下の仮定に基づくストレンジメタルの理論を提示する: (i) 固体内の隣接する原子間の各ホップで波動コヒーレンスは失われる、つまり金属は不良である、(ii) キャリアは互いに独立して移動する、(iii) 電荷キャリアの運動は対応原理に従う、つまり時間における量子力学的に平均化されたキャリア拡散は古典的な場合と同じである。
A rigorous Keldysh functional integral for fermions
フェルミオン量子場理論に対し、数学的に厳密なケルディッシュ関数積分を与える。非常に一般的な仮定のもと、離散時間グラスマン・ガウス積分表現が時間連続体の極限において収束することを示す。
Mesoscale variations of chemical and electronic landscape on the surface of Weyl semimetal Co3Sn2S2 visualized by ARPES and XPS
磁性ワイル半金属CoSnSにおける多重結晶終端は、それぞれ異なるトポロジカル表面状態と自明な表面状態を示し、実験的にそれらを区別することに成功している。しかし、これらの表面は高度な空間的不均一性と点状無秩序性を示すため、純粋終端モデルは不十分であることが知られている。本研究では、光電子分光測定と内殻準位の第一原理計算を組み合わせ、表面化学と表面電子構造を分光顕微法で研究する。
Orbital Inverse Faraday and Cotton-Mouton Effects in Hall Fluids
我々は、量子ホール (QH) 流体の横方向応答から生じる 2 つの光誘起軌道磁化効果を報告します。
Topological phases and spontaneous symmetry breaking: the revenge of the original Su-Schrieffer-Heeger model
相互作用する1次元モデルにおける自発的対称性の破れと位相的性質の相互作用を研究する。これらのモデルをボゾン化を用いて解き、有限サイズの系における（エッジモードに関連する）付加的な退化を無限サイズの系と比較して数えることで、位相的に非自明な相を特定する。
Hollow Lattice Tensor Gauge Theories with Bosonic Matter
高階ゲージ理論は電磁気学の一般化であり、全体の電荷保存に加えて、全双極子モーメントなどの高階多重極子の保存も考慮されます。本研究では、2階テンソル電場と磁場を持ち、各平面上で電荷が保存される、ボソン物質と結合した4次元格子テンソルゲージ理論を研究します。
Thermal effects in conformal field theories
共形場理論（CFT）は、量子場理論の特別なクラスであり、臨界現象からホログラフィーを介した量子重力理論に至るまで幅広い応用が見出されています。CFTにおける熱効果の理解は極めて重要です。臨界性は有限温度において実験的に検証されており、ホログラフィーの観点から見ると、熱的CFTの研究は反ド・ジッター空間におけるブラックホールの研究と双対です。本論文では、破れた対称性と破れていない対称性を解析し、有限温度相関関数に様々な解析的および数値的ブートストラップ手法を適用することにより、有限温度CFTの運動学と力学を探求します。
The Philosophy and Physics of Duality
このモノグラフでは、物理学における双対性について論じます。双対性とは何か、その主な例（量子力学、電気力学から統計力学、量子場理論、弦理論まで）、そしてそれらが提起する哲学的な疑問について説明します。
Path-Integral Formulation of Bosonic Markovian Open Quantum Dynamics with Monte Carlo stochastic trajectories using the Glauber-Sudarshan P, Wigner, and Husimi Q Functions and Hybrids
本研究では、フォッカー・プランク方程式 (FPE) の導出とは独立に、経路積分公式に基づいて任意のハミルトニアンとジャンプ演算子の SDE を解析的に導出します。
Nondestructive optomechanical detection scheme for Bose-Einstein condensates
我々は、変調レーザープローブを使用して、パンケーキ型のボーズ・アインシュタイン凝縮体から任意の定常相互作用経路に沿った不等時間密度相関を抽出するための 2 トーンヘテロダイン光読み出し方式を紹介します。
High-magnitude, spatially variable, and sustained strain engineering of 2D semiconductors
結晶性二次元（2D）半導体は、高い弾性と面内強度を兼ね備えることが多く、シリコンエレクトロニクスで用いられる手法と同様に、歪み誘起による電子特性の調整に最適です。しかしながら、現在の技術では、これらの材料において、1%を超える高振幅、空間分解能、かつ安定した歪みを実現するには至っていません。本研究では、二光子リソグラフィーを用いて作製したパターン基板へのコンフォーマル転写により、単層MoS2のマイクロメートルスケール領域に最大2.2%の二軸引張歪みを±0.12%の分解能で印加します。
A Clarification on Quantum-Metric-Induced Nonlinear Transport
長年にわたり、量子幾何テンソルの虚数部と関連するベリー曲率は、物理学の多くの分野に大きな影響を与えてきました。近年、量子幾何テンソルの実数部である量子計量は、凝縮系システムの本質的性質を包括的に特徴付ける上で不可欠であると認識されています。量子計量によって誘起される固有の2次非線形伝導率は、近年大きな注目を集めています。しかし、その表現は文献によって様々です。本研究では、標準擾乱理論、波束動力学、およびラッティンジャー・コーン法を用いて非線形伝導率を体系的に検討することにより、この矛盾を解消します。
Floquet odd-parity collinear magnets
交代磁性体（AM）は、強磁性体や反強磁性体とは異なる、近年発見された非従来型磁性体であり、凝縮物質物理学における重要なフロンティアとして急速に浮上している。AMは、実空間において正味磁化がゼロとなる交代共線磁気モーメントと、運動量空間において偶パリティ対称性を示すスピン分裂を特徴とする。しかし、奇パリティスピン分裂を示すAMの相同物については、ほとんど未開拓のままである。本稿では、対称性に関する議論に基づき、このような非従来型奇パリティ磁性体が共線反強磁性体から誘起されることを示す。
Transport in Single Quantum Dots: A Review from Linear Response to Nonlinear Regimes
量子ドットは、量子輸送、電子相関、そして近藤効果などの多体現象を研究するための多用途システムです。平衡特性は数値繰り込み群や密度行列繰り込み群などの手法によって十分に理解されていますが、非平衡輸送は依然として大きな理論的課題です。実験的観点からは、近年のナノ加工技術と測定技術の進歩により、平衡から遠く離れた領域の研究が可能になりました。これらの条件は、従来の線形応答理論の範疇を超えて、強い相関と非平衡ダイナミクスが複雑に相互作用する新しい輸送現象を生み出します。これらの課題に対処するため、非平衡グリーン関数、実時間NRG、時間依存DMRGなどの新しいアプローチが登場しています。本研究では、線形領域内および線形領域を超えた量子ドット輸送に関する確立された結果をレビューし、最近の理論的および実験的進歩に焦点を当て、未解決の問題と将来の展望について議論します。
Solving Sudoku Using Oscillatory Neural Networks
この論文では、振動ニューラル ネットワーク (ONN) を数独パズルの解決に適用する方法を検討し、位相同期に基づく生物学にヒントを得たアプローチを紹介します。
‐2025/8/4‐‐‐‐
Double descent: When do neural quantum states generalize?
ニューラル量子状態（NQS）は、量子多体系物理学の数値研究において、波動関数の柔軟なパラメータ化を可能にする。深層学習に着想を得たNQSだが、標準的な機械学習タスクに用いられるニューラルネットワークとどの程度特性を共有しているかは依然として不明である。本研究では、NQSが現代の深層学習の重要な特徴である二重降下現象を示すことを実証する。二重降下現象とは、ネットワークサイズが大きくなるにつれて汎化性が低下し、その後、過剰パラメータ化された領域で再び汎化性が向上する現象である。特に、この二重降下現象は、ヒルベルト空間次元よりもはるかに大きなネットワークサイズでのみ発生することが分かった。これは、NQSが典型的にはパラメータ化不足の領域で動作し、ネットワークサイズが大きくなると汎化性が低下する可能性があることを示している。
Switchable Exchange Bias Resulting from Correlated Domain Structures in Orthogonally Coupled Antiferromagnet/Ferromagnet van der Waals Heterostructures
ファンデルワールス（vdW）磁性ヘテロ構造は、原子レベルの精度で界面スピン相互作用を設計するための汎用的なプラットフォームを提供し、非自明なスピンテクスチャと動的挙動を可能にします。本研究では、A型反強磁性体CrSBrとの層間交換結合によって駆動されるFe3GeTe2（FGT）におけるロバストな非対称磁化反転と交換バイアスについて報告します。
Precision high-speed quantum logic with holes on a natural silicon foundry platform
ゲート定義量子ドット内のシリコンスピン量子ビットは、既存の半導体インフラストラクチャを活用し、革新的な量子技術へのスケーラブルな道筋を提供します。シリコン内のホールスピンは、量子ドット量子ビットアーキテクチャの顕著な特徴をすべて保持しながら、コンパクトな全電気制御を提供します。しかし、シリコンホールスピン量子ビットは、無秩序性の影響を受けやすく、スピン物理がより複雑であるため、電子ほど先進的ではありません。本研究では、単一量子ビットのゲート忠実度が最大99.8%、2量子ビットのゲート品質係数が240であることを示し、これは物理的忠実度の限界が99.7%であることを示しています。
Self-strain suppression of the metal-to-insulator transition in phase-change oxide devices
電界などの外部刺激によって制御可能な相転移を示す量子材料は、従来の半導体トランジスタを凌駕する将来のコンピューティング技術への有望性を示す。構造相転移を利用するデバイスは、シナプスやニューロンを想起させる固有のメモリを内蔵しており、ニューロモルフィック・コンピューティングの自然な候補となる。特に興味深いのは、金属から絶縁体への転移を制御できる相変化酸化物である。本稿では、典型的な相変化材料である三二酸化バナジウム（V2O3）を用いて作製したマイクロデバイスのX線ナノ回折構造イメージングを報告する。
Imaging Ultrafast Dynamical Diffraction wavefronts of femtosecond laser-induced lattice distortions inside crystalline semiconductors
フェムト秒レーザーを用いた材料加工は、その技術および産業応用の可能性から、大きな注目を集めています。同時に、時間分解X線回折は、半導体薄膜や表面層における超高速構造歪みダイナミクスの研究に効果的に利用されてきました。しかし、現実世界の加工アプリケーションは主にバルク材料を対象としており、X線表面ベースの技術は適用できません。加工アプリケーションには、高速で深さ感度の高いプローブが必要です。この問題を解決するため、本研究では、レーザー励起によりバルク結晶内部の過渡的歪み分布を画像化できる、超高速X線動的回折（UDD）に基づく新しい技術を紹介します。このポンププローブ法は、超高速歪み格子深さプロファイルの時間的変化の完全な画像を提供します。本研究では、単一パルスフェムト秒光励起による薄いSi単結晶を研究することにより、UDDの可能性を実証します。本研究では、融解閾値以下では、単結晶に沿ってピコ秒の時間スケールで、縦方向だけでなく、歪み波の伝播に横方向の強い格子歪みも現れることを明らかにしました。
Magnetic Octupole Hall Effect in d-Wave Altermagnets
秩序パラメータは、対称性の破れた平衡相を特徴付けるだけでなく、非平衡領域における輸送現象も支配する。強磁性と反強磁性を統合した磁気系の一種であるオルタマグネットは、双極子ネール秩序に加えて多極子秩序も有する。本研究では、d波オルタマグネットにおける多極子ホール効果、すなわち電場によって誘起される多極子モーメントの横方向の流れを実証する。
Emergent Bifurcations in Quantum Circuit Stability from Hidden Parameter Statistics
量子回路の圧縮は、近い将来の量子コンピューティングにおける基礎的な課題ですが、回路の安定性を支配する原理は依然として十分に理解されていません。私たちは、10、12、14量子ビットにわたる300個の構造的に均一な回路を対象とした大規模な数値解析を通じて、この問題を調査します。
Nambu Non-equilibrium Thermodynamics I: Foundation
私たちは、南部ブラケットによって支配される可逆ダイナミクスとエントロピー勾配によって駆動される不可逆ダイナミクスを統合する、南部非平衡熱力学 (NNET) と呼ばれる非平衡熱力学の新しい枠組みを提案します。
Breakdown of Fermi's Golden Rule in 1d systems at non-zero temperature
相互作用する量子系では、相互作用によって誘起される準粒子のデコヒーレンスにより、単一粒子グリーン関数は時間とともに減衰することが予想される。弱い相互作用強度 (∆) の極限では、フェルミの黄金律 (FGR) を単純に適用すると、準粒子の減衰率は O(∆2) と予測される。しかし、T > 0 の格子上の 1d フェルミオンの場合、この計算は発散する結果を与え、相互作用強度による準粒子寿命のスケーリングは未解決の問題として残る。本研究では、この問題に対する解決策を提案する。最近導入された散逸支援演算子進化 (DAOE) 法を使用した数値シミュレーションと非摂動的なダイアグラム再総和を組み合わせることで、準粒子減衰率 τ −1 ∼ ∆2 log ∆−2 の対数的な改善が予測される。
Quantum Geometry Phenomena in Condensed Matter Systems
このレビューでは、輸送と光学における基礎概念と新たな現象の両方に焦点を当て、特に量子メトリックの極めて重要な役割に重点を置いて、この分野における最近の進歩を調査します。
量子幾何の最新レビュー(ﾟ∀ﾟ)ｷﾀｺﾚ!!
High harmonic generation reflecting the sub-cycle evolution of the Mott transition under a mid-infrared electric field
強力なレーザー場中の固体は高次高調波発生（HHG）を示し、これは弱相関系のキャリアダイナミクスやバンド構造に関する情報を提供する。強相関系では、レーザー場はキャリア生成を介して、電荷、スピン、軌道自由度のエンタングルメントによって形成される様々な電子相間の遷移を誘起することができる。この過程に伴うHHGは、振動場に沿った非平衡電子状態ダイナミクスに関する情報を含むはずであり、これは現在まで未解明のままである。本研究では、強力な中赤外（MIR）パルスが一次元銅酸化物Sr2CuO3においてモット絶縁体-金属転移を誘起し、その進展がHHのスペクトル特性に反映されることを示す。
Dynamical mean field theory with quantum computing
近い将来の量子プロセッサは、搭載可能な量子ビット数とゲート数に限界があります。それでもなお、量子時間発展を不完全ながらも効率的にシミュレートできる、これまでにないプログラム可能な量子システムへのアクセスを提供します。一方、動的平均場理論は、ハバード模型のような強相関格子モデルを、不純物模型と呼ばれるより単純ながらも依然として多体模型に写像します。その計算上のボトルネックは、1個の粒子の追加または除去に伴う不純物のダイナミクスを調べることにあります。この作業は古典的なアルゴリズムにとって非常に困難であることが知られており、「不純物ソルバー」と呼ばれる特定の古典的なアルゴリズムの開発が必要とされています。これらのアルゴリズムは、一部の領域ではうまく機能しますが、一部のパラメータ領域への到達には依然として困難が伴います。本講義ノートでは、これらの古典的な不純物ソルバーの限界を克服するために使用できる可能性のある量子コンピューティングのツールと手法を、長期的には完全な量子アルゴリズム、短期的には量子と古典のハイブリッドアルゴリズムを用いて紹介します。
Large phonon-drag thermopower polarity reversal in Ba-doped KTaO3
この研究では、電子-フォノン・ウムクラップ散乱により媒介される、Ba ドープ KTaO3 薄膜におけるフォノン抵抗熱起電力極性反転の観察を報告します。
Triplet correlations in superconductor/antiferromagnet heterostructures: dependence on type of antiferromagnetic ordering
本論文では、任意の 2 つのサブ格子反強磁性配列を持つ S/AF ヘテロ構造における近接効果の理論を展開し、どの反強磁性体が三重項相関を誘起できるか、またこれらの相関がどのような構造を示すかを明らかにすることを目的としています。
Theory of hybrid collective excitations in topological superconductor/ferromagnetic insulator heterostructures
我々は、トポロジカル超伝導体/強磁性絶縁体 (TS/FI) ハイブリッド構造における動的近接効果の線形応答理論を開発しました。
Hybrid magnon -- Nambu-Goldstone excitations in topological superconductor/ferromagnetic insulator thin-film heterostructures
我々は、S 波トポロジカル超伝導体/強磁性絶縁体 (TS/FI) ヘテロ構造で発生する、これまで研究されていなかったタイプの動的近接効果について検討します。
Gapless superconductivity from extremely dilute magnetic disorder in 2H-NbSe2-xSx
ほとんどの超伝導材料はフェルミ準位で状態密度がゼロを示し、アンダーソンの定理によれば超伝導ギャップは非磁性無秩序性に対してロバストである。希薄な磁性不純物はギャップ内に局在した状態をもたらすが、これらの状態は通常、材料のバルク超伝導特性に影響を与えない。しかしながら、多くの実験から、一見無視できるほどの磁性不純物を含む系において、フェルミ準位に有限の状態密度が存在することが明らかになっている。本研究では、走査トンネル顕微鏡と自己無撞着なボゴリュボフ・ド・ジェンヌ計算を用いて、2H-NbSe2-xSxにおいて、磁性不純物濃度が著しく低い場合にギャップレス超伝導が発現することを見出した。
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