トポロジカル端状態の量子コヒーレンス

新型コロナによる一部機器利用の困難を避け，スピン分離量子ホールエッジの研究に注力した．特に，実験を重ねてコーナーを周る際のスピン回転については，高い再現性を得た． これを量子力学的にコヒーレントで非断熱的な過程による状態遷移で理論的に説明するため，再帰グリーン関数法を用いたシミュレーションを行い，実験を良く再現する結果を得た．かねてより予想していた通り，結晶が持つスピン軌道相互作用はスピン回転現象に必要ではあるが，その大きさは，いわゆる「スピン軌道系」の2次元系ほどの必要はなく，強磁場中でも十分スピン回転ができる，という強力な理論的根拠を得ることができた． 干渉計を構成した場合の量子コヒーレンスは干渉による振動振幅によりある程度の情報が得られるが，量子回路の構成上，分岐と量子操作を加えた後に観測を行う場合，干渉計を組むのが実験的に困難である．このような場合に一定の情報が得られるのがショット雑音であり，前年から高感度測定用の低温プリアンプの開発を進めていたが，従来より1桁高い信号対雑音比を持つアンプの実現に成功し，Rev. Sci. Inst.に論文を発表した．この測定系を用いて，エッジ状態の飛行量子ビットのショット雑音を測定し，低バイアス領域ではハーフミラー分岐後も，コヒーレンスが保たれていることを確認した．この測定の際，高バイアス領域で，バイアス符号に対して非対称な異常デコヒーレンス現象を見出した．これは，バイアスによるエッジ状態の非対称な空間接近によるものと考えられる．更に，核スピン偏極の効果も現れていることが判明した．以上の成果については，論文原稿にまとめた段階である． また，超伝導電流制御についても，原稿をまとめた段階である．