研究者らが、半メビウスストリップに似た新型トポロジーを持つ分子を作成した。この分子は、始点に戻るのに4回のループを必要とする。13個の炭素原子と2個の塩素原子からなるこの構造は、低温の金表面上で組み立てられた。この発見は、分子工学と量子シミュレーションの潜在的な進歩を示している。
英国マンチェスター大学のイゴール・ロンチェヴィッチ氏率いる化学者らが、前例のない「半メビウス」形状を示す分子を開発した。この形状は、伝統的なメビウスストリップの2倍異様なものと形容される。メビウスストリップは、1回のねじれを持つループ状の帯で、開始面に戻るにはループを2回横断する必要がある。一方、この新しい分子では、量子粒子が起源に戻るパスを完了するために4回の完全な周回が必要となる。nnこの分子は、13個の炭素原子と2個の塩素原子からなる環で構成され、極低温条件下の薄い金表面上で構築された。原子を配置し、電子特性を調べるために、原子間力顕微鏡や走査型トンネル顕微鏡などの特殊ツールが用いられた。この構造中の電子は環全体に非局在化し、波のように振る舞い、それらの相互作用を通じて特徴的なねじれを生み出す。nnロンチェヴィッチ氏は、「この分子は非常に新しく、非常に予想外だ。魅力は、単に異常なトポロジーの分子を作っただけでなく、このトポロジーが可能であることを示した点にあり、誰も本当には考えていなかった」と語った。nn小さな電磁パルスを適用することで、チームは分子の右手性を左から右に変更したり、ねじれを完全に除去したりすることができ、オンデマンドのトポロジー制御を実証した。構造を検証するため、従来のコンピューターとIBMの量子コンピューターの両方でシミュレーションが行われた。IBMのイヴァーノ・タヴェルネッリ氏は、「これは量子コンピューターが現実の化学問題ですでに有用である例だ」と強調し、特に複雑な電子相互作用のモデリングに有用だと述べた。nn専門家らはこの業績を称賛した。コペンハーゲン大学のジェマ・ソロモン氏は、「有機化学、表面科学、ナノ科学、量子化学の複数の次元にわたる注目すべき成果だ」と評した。理化学研究所の糸師健一郎氏は、「抽象的なトポロジー概念を分子化学の領域に鮮やかに持ち込む、美しく刺激的な研究だ」と形容し、技術的な傑作と称した。延世大学のキム・ドンホ氏は、スイッチング機能の磁場応答などのセンサー応用への可能性を強調した。nnこの知見はScience（DOI: 10.1126/science.aea3321）に掲載された。