DATE2026.04.23 #Press Releases

次世代絶縁性量子材料から電気信号の抽出に成功

ートポロジカル量子コンピューターの核心「量子スピン液体」の制御へ前進 ー

発表概要

現在、量子コンピューターの開発において、外部ノイズによる計算エラーの克服が最大の課題となっています。その解決策として期待されるのが「量子スピン液体」状態です。この状態は図形的な性質（トポロジー）により情報を保護するため、ノイズ耐性の高い量子計算を可能にします。しかし、有力候補物質のα-RuCl₃は電気を通さない絶縁体であり、内部のスピン情報を電気的に測定・操作する手法がないことが実用化の大きな障壁でした。

今回、井土宏 東京大学大学院理学系研究科特任准教授（研究開始時 東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）助教）、Yong P. Chen東北大学金属材料研究所教授（材料科学高等研究所（WPI-AIMR）兼務）、木俣基 日本原子力研究開発機構研究副主幹（研究当時 金属材料研究所准教授）らの研究グループは、α-RuCl₃にPtを接合した電気デバイスを作製しました。図1に示すようにPt層に電流を流しながら面内磁場方向を回転させ、デバイスの抵抗変化を検出することで、隣接するα-RuCl₃内部のスピン情報を抽出することに成功しました 。

本成果は2026年4月22日（現地時間）、物理学の専門誌Newtonに掲載されました。

図1. スピン素子の模式図（上図）、格子上の異方的相互作用によるスピン液体（下段左図）、電気的な振動信号（下段中央図）、交差方向のスピン異方性が幅広く観測された（下段右図）。

関連リンク

東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）

発表雑誌