Elena Hassinger は、ct.qmat - Complexity and Topology in Quantum Matter (ヴュルツブルク大学とドレスデン大学の共同イニシアチブ) で働く低温物理学の専門家で、極寒の代名詞となっている研究を行っています。 2021年、彼女は型破りな超伝導体セリウムロジウムヒ素（CeRh2As2）を発見した。超伝導体には通常、特定の臨界温度以下で発生する無抵抗電子輸送相が 1 つだけあります。しかし、学術誌サイエンスによると、これまでのところ、2つの特定の超伝導状態を有する量子材料はCeRh2As2だけであるという。
型破りな超伝導体 CeRh2As2: 量子スーパースター
超伝導体における無損失電流伝導は、数十年にわたって固体物理学の中心的な焦点であり、将来の電力工学の重要な見通しとして浮上しています。 CeRh2As2 で見つかった第 2 超伝導相は、セリウム原子周囲の非対称な結晶構造から生じ (結晶構造の残りの部分は完全に対称です)、この化合物をトポロジカル量子コンピューティングの主な候補にしています。ハッシンガー氏は、より高温でのトポロジカル超伝導の実現を目指し、同様の異常な構造特性を持つ他の量子材料にも研究を拡大する予定だ。
欧州研究評議会は、ハッシンガー氏のプロジェクト「極限条件下で局所的に反転対称性が破れたエキゾチックな量子状態 - Ixtreme」に対して、270万ユーロ（296万ドル）を授与した。今後 5 年間で、彼女はこの資金をドレスデン研究所での超伝導「奇跡」-CeRh2As2 の研究にさらに使用し、関連する量子材料を発見し、トポロジカル量子コンピューティングの分野における主要なブレークスルーに貢献する予定です。
「セリウム・ロジウム・ヒ素化合物のトポロジカル表面状態についての私の理論的予測を実験室で確認できれば、トポロジカル量子ビット（量子ビット）の作成への道が開かれるでしょう。これは大きな進歩となるでしょう」とハッシンガー氏は説明する。
トポロジカル量子ビットはその安定性で知られており、非トポロジカル量子ビットよりもはるかに安定した量子状態を提供します。現在の研究における最大の課題の 1 つは、1,000 量子ビットを同時に維持する方法を開発することです。
これを実現すれば、量子プロセッサは従来のスーパーコンピューターでは数年かかるタスクを数分で完了できるようになる。 ct.qmat の優秀な人材がトポロジカル量子材料の研究に焦点を当てているのはそのためです。
型破りな超伝導体セリウム・ロジウム・ヒ素を研究するために、ハッシンガー氏はまず材料のサンプルを 0.35 ケルビン (摂氏 -272.8 度) 未満に冷却するためのクライオスタットを必要としました。
「この機械の値段は100万ユーロ以上です」と彼女は明かした。 「サンプルが十分に冷えている場合、サンプルは強い圧力と最大 18 テスラの超強力な磁場に耐えることができます。これは、一般的な馬蹄形磁石の 0.1 テスラ磁場をはるかに超えています。これらの高電圧磁場の測定には数か月かかる場合があり、毎日正確な調整が必要です。彼女の目標は、CeRh2As2 の第 2 超伝導相を注意深く研究して、この材料がトポロジカル超伝導体であることを最終的に証明することです。研究が成功すれば、これは「奇跡の材料」は、無損失電子伝導を可能にするだけでなく、量子コンピューティング操作で使用できる強力なトポロジカル表面状態も持ちます。
「欧州研究評議会は、欧州研究評議会コンソリデーター補助金(ERCConsolidatorGrant)を通じて、有望な先駆的研究に資金を提供しています。この新しい補助金により、ハッシンガー教授は、実験的にそのエキゾチックな量子状態を初めて特定し、高温での同様の材料で関連する量子状態を発見することが期待されています。」とct.qmatドレスデンの広報担当マティアス・ボイタ教授は述べています。 「彼女が私たちのct.qmat研究ファミリーのメンバーに加わったことを嬉しく思います。」
コンパイルされたソース: ScitechDaily