ぶひんブログ

 【イントロ】 　室温で電気が散逸なく流れる超伝導の実現は、様々な産業の形態を変えてしまう可能性のある夢のある技術です。その実現の舞台として古くから 高圧下の金属水素 が着目されていました。2015年にドイツのEremetsらのグループが 硫化水素の高圧下高温超伝導 を発見して以降、水素化物に注目が集まっていました。 　そんな中、人類最初の室温での超伝導状態の実現として、R. Dias等による C-S-H系高圧超伝導論文 がNatureに掲載されセンセーショナルなニュースとなりました。しかし、Eremetsらのグループ含め、 Diasらのグループ 以外での追試は尽く失敗し再現性の観点から疑問が抱かれていました。加えて、アメリカの物理学者、 J. E. Hirsch らはNatureに掲載されたデータ、特に磁化率のバックグラウンド信号除去の取扱に 疑義があると批判 を続けていました。その中で、Hirschの 批判論文が撤回 されたり、Diasたちの 関連PRL論文が撤回 されたりと論争は激しさを増していました。 　これら批判に答える形で、2022年9月、 Natureは当該論文の撤回を決定 しました。この撤回に対して、「磁化率の生データでも十分超伝導の証拠になっている」「超伝導のもう一つの証拠たるゼロ抵抗は否定されていない」とDiasら著者たちは同意していませんが、データの不透明な取り扱い自体がデータの信憑性を疑わせるということでNature編集部の権限で撤回が決定されたようです。(追記： Natureの関連ニュース ） 　 この論争はScience誌でも 「‘Something is seriously wrong’: Room-temperature superconductivity study retracted」 として、早速特集記事が組まれています。 撤回に同意していない著者たちは、生データを含んだ形で当該論文をNatureに再投稿を検討しているそうです。さらには、未発表の発見も含めた 室温超伝導体を利用したビジネス を行おうとしています。一方で、J. E. Hirschは引き続き論文そのものが偽りなのではないかと疑っており批判を続ける意思のようです。Scienceの記事にある Eremetsの「Diasたちの新たな室温超伝導の発見をどう...

【イントロ】 人生ほんと辛い。 助けてほしい。 なので、すべてを解決する万能の力[1]が欲しいって思ったことありませんか？ 実はあります。 そう、それが量子コンピュータです。 　本記事では、近年話題になっているMicrosoft社によるトポロジカル量子コンピュータ実現に向けた固体中のマヨラナ粒子発見論争についてまとめてみました。 各種論文や記事をまとめた内容になっていますので、自分の備忘録でもあります。 【背景】 　現在世界中で量子コンピュータの研究が盛んに行われています[2]。超伝導方式[3]やイオントラップ方式[4]、光方式[5]など様々な方法が提案されていますが、まだ実用的なデバイスは誕生していません。その理由の一つが、量子コンピュータがノイズに弱く誤り訂正の技術が確立されていないためです[6]。 量子コンピュータの進展[3] 　誤り耐性を持つ量子コンピュータの方式として注目されているのが、Kitaevが提案したボソンでもフェルミオンでもないエニオンと呼ばれる非アーベル統計に従う準粒子を利用したトポロジカル量子コンピュータです[7]。この方式において、局所的な擾乱によるエラーはそのトポロジカルな性質によって抑制されるため、誤り耐性をもった量子コンピュータが構築できることが期待されています[8]。 　エニオンの代表的な例が、粒子と反粒子が同一の粒子であるマヨラナ粒子であり、その発見と制御がトポロジカル量子コンピュータ実現への第一歩となります[9]。マヨラナ粒子は、素粒子分野ではニュートリノが該当する可能性があり研究が進められています[10]。一方で、固体中の素励起、マヨラナ励起として実現する可能性があり注目されています[11]。実際、２０００年前後の２０年間で、「Majorana」（マヨラナ）を含む凝縮物性（Condensed Matter）分野の論文が１０倍以上に増加しているという調査もあり、現在もホットなトピックとなっています[12]。具体的には鉄系超伝導体[13]や量子スピン液体[14]などでその創発が報告されていますが、デバイスへの応用が近いと考えられているのが超伝導体-半導体ナノワイヤヘテロ構造です[15]。 　超伝導体-半導体ナノワイヤヘテロ構造は、超伝導体に半導体ナノワイヤが接合された構造でありマヨラナ粒子(励起)が...