カリフォルニア・ポリテクニック州立大学の研究チームは、時間経過とともに磁場を変化させることで、新たな形の量子物質を発見した。学術誌「Physical Review B」に掲載されたこの画期的な研究は、時間依存的な制御により、静的な状態では存在し得ない安定した量子状態を作り出せることを示している。これは量子コンピューティングにおけるエラー耐性の向上につながる可能性がある。
学術誌「Physical Review B」に発表された研究において、カリフォルニア・ポリテクニック州立大学（Cal Poly）物理学科のイアン・パウエル講師と物理学専攻の卒業生ルイス・バックアルター氏は、時間制御された磁場の変化を用いて物質を操作することで、エキゾチックな量子状態が生成されることを実証した。彼らの論文「Flux-Switching Floquet Engineering（磁束スイッチングによるフロケ工学）」で述べられている通り、これらの状態は通常の静的な条件下では存在せず、周期的に変化する磁場から生み出される。同研究の掲載号は2026年、第113巻、第19号であり、DOIは10.1103/c28t-x1dhである。研究に使用された材料は、カリフォルニア・ポリテクニック州立大学より提供された。パウエル氏は、この研究について「時間依存的な制御がどのように新しい形態の量子物質を生成・組織化できるかという理解における前進である」と述べ、「有用な量子特性は物質そのものだけでなく、時間軸上でどのように駆動されるかにも依存する可能性がある」と強調した。これらの知見は、量子技術における重大な課題であるノイズや不完全性に起因するエラーへの脆弱性に対処するものである。研究者らは、磁場を精密に制御することで、より安定した量子システムの設計が可能となり、量子コンピューティングやシミュレーションへの応用が期待されるとしている。パウエル氏は業界との関連性について「本研究の直接的な産業上の関連性は、量子コンピューティングおよび量子シミュレーションにある」と指摘した。さらに、製薬や金融といった分野で実用的な影響を与えるには、実験による検証や実際の量子デバイスとの連携が必要になると付け加えた。また、今回の研究では高次元システムに似た数学的パターンが発見され、これらの状態に関するトポロジカル相図もマッピングされた。2025年に同大学で物理学の学士号を取得したバックアルター氏は、研究を通じて実践的な経験を積んだ。同氏は今秋からワシントン大学の材料科学・工学修士課程に進学し、量子物質の実験に注力する予定である。「私たちの研究成果は、極めて調整可能な特性を持つ量子システムを実現するためのフロケ工学の可能性を証明する一助になると確信している」とバックアルター氏は語った。