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          客觀日本

          凝聚態科學獎揭曉:東京工業大學的米田淳和北海道大學的速水賢獲獎

          2024年01月05日 科學?技術獎

          第17屆物性科學跨領域研究會(領域聯合研究會)在名古屋工業大學及線上同步召開,同時舉辦了第18屆(2023年)凝聚態科學獎獲獎者的頒獎儀式。本年度的獲獎者分別是實驗部門的東京工業大學超智慧社會卓越教育院的米田淳特任副教授和理論部門的北海道大學研究生院理學研究院物理學部門的速水賢副教授。獲獎成果分別是米田的“硅自旋量子比特的高保真化及其應用”,以及速水的“對于相關電子系統的多極子表現論的構建及其在交叉相關響應中的應用”。

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          米田淳(左)與速水賢(右)

          凝聚態科學獎是旨在鼓勵從事凝聚態科學研究的優秀年輕研究人員,由青山學院大學(現任岡山大學特任教授)的秋光純教授和東京理科大學的福山秀敏教授于2006年自費設立的獎項。每年評選出兩名新銳年輕研究人員。

          米田致力于利用半導體自旋量子比特實現大規模量子計算機的研究,并持續取得了創新性成果。特別是他在從砷化鎵體系向硅體系,再到同位素控制的硅體系轉移的過程中,通過巧妙設計微小磁鐵,為建立電子自旋的電氣控制技術作出了巨大的貢獻。米田將該技術應用于同位素控制的硅自旋量子比特,實現了比傳統快約100倍的自旋操作和約10倍的相干時間(量子信息保留時間),達到了超過99.9%的高保真。此外他還取得了在硅體系中首次量子無損測量的實證以及自旋量子比特之間相干電子傳輸的實現等與未來實現自旋量子比特的集成化有關的重要業績。由米田主導確立的基本設計法,目前在全球范圍內被大學和企業等的硅自旋量子比特開發所采用。

          米田獲獎后表示:“量子比特的研究是與很多研究團隊的成員一起完成的。我要感謝指導我的先生等給予過我很多幫助的人。我將以此次獲獎為激勵,更加努力地開展研究”。

          速水不僅利用傳統的磁多極子和電多極子等,還利用包括磁環形多極子和電環形多極子等新型多極子在內的4種多極子基底來表現電子系統的有序狀態,從而在對32個結晶學點群的多極子表達式進行分類的同時,明確了各點群中活化的多極子自由度以及可能的交叉相關響應。速水在該多極子表現論的起點——磁環有序的相關研究中,揭示了磁環有序不僅在絕緣體中可實現,在金屬中也可實現,并提出了金屬特有的自旋傳導和電磁效應。這一提議推動了后來金屬中交叉相關響應實驗的發展。另外,通過以多極子表現論為起點的模型分析,指出了在反鐵磁體的能帶結構中,由于晶體對稱性的破壞導致自旋分裂的出現,其大小不依賴于原子內自旋軌道耦合的強度。這項研究是以分子晶體中伴隨反鐵磁的能帶自旋分裂為起源的自旋流出現現象的共同研究為契機的從多極子表現論的角度將其作為一般理論進行總結的研究,開創了不依賴原子內自旋軌道耦合強度的自旋軌道物理的新發展。

          速水獲獎后表示:“我的研究是所謂的狂熱研究,盡管如此,能獲得這樣的評價對我來說是非常幸運的?;谧约号d趣的研究,能讓其他先生也感興趣,為此我感到非常高興。今后我將會繼續深入探索自己感興趣的研究”。

          原文:《科學新聞》
          翻譯:JST客觀日本編輯部