岡山大学が発見したトポロジカル超伝導の新特性と未来の量子コンピューターへの期待

岡山大学の研究チームが、次世代の量子コンピューターに向けた重要な発見をしました。大学院生の伊藤海飛さんと高柳颯太さんを中心としたグループは、トポロジカル超伝導体として知られるCuxBi2Se3の新しい物理現象を明らかにしました。この研究成果は、2025年８月に「Physical Review Letters」に掲載され、多くの注目を集めています。

トポロジカル超伝導体とは？

トポロジカル超伝導体は、従来の超伝導体とは異なる特性を持っています。その特異な波動関数には「ひねり」が存在し、これが量子コンピューターへの応用を期待させる理由となっています。具体的には、トポロジカル超伝導体の表面には、特異な電子状態が形成され、従来の計算機科学の枠を超える可能性を秘めています。

新たな発見の詳細

研究チームは、CuxBi2Se3が超伝導転移を遂げる際に、結晶の歪みを引き起こすことを発見しました。この現象は、これまで知られていなかった超伝導体の物性の一つであり、特に量子ビット（qbit）を作成するための材料としての基礎を築くうえで重要です。特に銅の含有量がx=0.4という境界を越えると、超伝導の波動関数が異なることが観察され、その結果、結晶の面がどのように歪むかがビジュアルで示されています。

研究者たちの喜び

この成果に貢献した伊藤さんと高柳さんは、初めて超伝導体の結晶の歪みを捉えられた瞬間に歓喜したと語ります。彼らの興奮は、研究が新たな地平を切り開いた証でもあります。実際、彼らはこの発見を通じて、今後の量子コンピューター技術の発展に寄与できる可能性の大きさを実感しています。

未来への期待

本研究は、国立大学法人岡山大学の環境生命自然科学研究科と物質構造科学研究所の共同研究によるもので、科学研究費助成事業や岡山工学振興会の支援を受けています。今後も、岡山大学の先進的な研究が、地域社会やさらに広い社会に役立つ成果を生み出すことが期待されます。

研究者たちは、今回発表した結晶の歪みが将来的にどのように量子コンピューターの発展に寄与するのか、さらなる研究を進める意向を示しています。この発見は、まさに未来のテクノロジーとの接点となり得るものであり、岡山大学が誇るべき業績です。

詳細な research paper はこちらでご覧いただけます。また、岡山大学の取り組みや研究支援については、公式サイトをご参照ください。