物理学ニュース 2026年2月

東北大学金属材料研究所の梅本好日古博士研究員（現 オークリッジ国立研究所）、総合科学研究機構（CROSS）中性子科学センターの大石一城次長、東京理科大学の駒場慎一教授、横浜国立大学の多々良涼一准教授、東京科学大学（Science Tokyo）の館山佳尚教授、日本原子力研究開発機構（JAEA）J-PARCセンターの廣井孝介・高田慎一研究副主幹、京都大学複合原子力科学研究所の南部雄亮特定教授らの研究グループは、希少なリチウムに代わる安価で豊富な「ナトリウム」を用いた次世代ナトリウムイオン電池の負極材料「ハードカーボン」について、充電中にナトリウムが負極内部へ挿入されていく過程を、世界で初めてリアルタイムかつマルチスケールで直接観測することに成功した。大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設（MLF）に設置された中性子小角・広角散乱装置「大観」を用い、電池を充放電させながら内部を観察する「オペランド測定」を実施。オングストローム（1000万分の1ミリ）から100ナノメートル（1万分の1ミリ）に及ぶ幅広い空間スケールを同時に捉え、ナトリウムが「炭素表面・欠陥への吸着」→「層間への挿入」→「ナノサイズの空隙の充填」という3段階で蓄えられる機構を特定した。資源制約のない安価で高性能な次世代蓄電池の開発に貢献する成果。

A research group led by Tohoku University (Y. Umemoto), CROSS (K. Ohishi), Tokyo University of Science (S. Komaba), Yokohama National University (R. Tatara), Science Tokyo (Y. Tateyama), JAEA/J-PARC (K. Hiroi, S. Takata) and Kyoto University (Y. Nambu) achieved the first real-time, multiscale direct observation of how sodium is stored in the hard-carbon anode of a next-generation sodium-ion battery. Using the "TAIKAN" small- and wide-angle neutron scattering instrument at J-PARC MLF, they performed operando measurements spanning length scales from ångström to ~100 nm and identified a three-step storage mechanism: adsorption at carbon surfaces/defects, intercalation between layers, and filling of nanoscale pores. The work supports the development of cheap, high-performance batteries based on abundant sodium.

Source / 出典： 次世代「ナトリウムイオン電池」の充電メカニズムを世界で初めて直接観測！ | 東北大学（2026年2月27日）

Journal article / 論文： Y. Umemoto et al., "Multiscale Insights into Sodium Storage in Hard Carbon from Operando Small- and Wide-Angle Neutron Scattering Measurements," Chemical Science (2026). DOI: 10.1039/d5sc09600f

Related keywords: neutron scattering, 中性子散乱, small-angle neutron scattering, 中性子小角散乱, operando, オペランド測定, sodium-ion battery, ナトリウムイオン電池, hard carbon, ハードカーボン, J-PARC, MLF, 大観, TAIKAN, condensed matter, 凝縮系物理, Chemical Science, 東北大学, CROSS, 京都大学, 東京理科大学

理化学研究所（理研）量子コンピュータ研究センターの松浦孝弥特別研究員（JSTさきがけ研究者）、東京大学大学院情報理工学系研究科の山崎隼汰准教授、ロイヤルメルボルン工科大学のニコラス・メニクッチ教授らの国際共同研究グループは、光の振幅に量子ビットを保持する「光連続量方式（continuous-variable方式）」の量子コンピュータについて、現実的な環境で生じる一般的なノイズの下でも「誤り耐性量子計算（fault-tolerant quantum computation）」が可能であることを世界で初めて厳密に証明した。従来は、光振幅が確率的な変位を受けるという極めて限定的で理想化されたノイズに対してしか誤り耐性が示されていなかった。本研究は、空間的・時間的に強い相関を持たない一般ノイズを量子ビット上の「誤り」に翻訳でき、既存の量子誤り訂正符号で訂正可能であることを数学的に示した。さらに、誤り耐性を保つには光のエネルギーが無制限に大きくならない設計（エネルギー制御）が本質的に重要であることも初めて明らかにした。

An international group at RIKEN, the University of Tokyo and RMIT (T. Matsuura, H. Yamasaki, N. C. Menicucci) gave the first rigorous proof that fault-tolerant quantum computation is possible for continuous-variable (CV) optical quantum computing under general, realistic noise — not just the idealized random-displacement noise assumed in earlier work. They show that noise without strong spatial/temporal correlations can be translated into qubit-level errors correctable by existing quantum error-correcting codes, and that controlling the optical energy (keeping amplitudes bounded) is essential. The result clarifies the engineering requirements for photonic quantum computers, a field where Japan holds particular strength.

Source / 出典： 光量子コンピュータの誤り耐性を理論的に証明 | 理化学研究所（2026年2月26日）

Journal article / 論文： T. Matsuura, N. C. Menicucci & H. Yamasaki, "Continuous-Variable Fault-Tolerant Quantum Computation under General Noise," Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-69036-5

Related keywords: photonic quantum computer, 光量子コンピュータ, continuous variable, 光連続量, fault-tolerant quantum computation, 誤り耐性量子計算, quantum error correction, 量子誤り訂正, RIKEN, 理研, University of Tokyo, 東京大学, RMIT, GKP code

名古屋大学素粒子宇宙起源研究所（KMI）／高等研究院（IAR）の井黒就平特任助教、大学院生の坂野達哉さんを含む、独DESY・ジーゲン大学・カールスルーエ工科大学（KIT）などの国際共同研究チームは、CERN近郊で計画されている次世代の電子・陽電子衝突型加速器「FCC-ee」での超精密測定によって、標準模型を超える「新しい物理」の兆候を捉える探索戦略を提案した。標準模型の最も単純な拡張の一つである「2-ヒッグス二重項模型（2HDM）」を対象に、電子・陽電子衝突で「ヒッグス粒子＋ニュートリノ対」が生成される過程について、量子電弱効果（NLO補正）まで含めた世界最高精度の理論計算を実施。追加のヒッグス粒子が標準模型のヒッグス粒子と区別できなくなる「整合限界（alignment limit）」においてすら、量子効果によって理論予測に数パーセントのずれが生じることを示した。このずれはFCC-eeの精密測定で検出可能なレベルであり、新粒子を直接生成せずとも、その存在を「データのわずかなずれ」から間接的に炙り出せる可能性を示す成果。

An international team including Nagoya University's Kobayashi–Maskawa Institute (KMI/IAR) with DESY, the University of Siegen and Karlsruhe Institute of Technology (KIT) proposed a strategy to search for physics beyond the Standard Model through ultra-precise measurements at a future electron–positron collider (FCC-ee). Focusing on the two-Higgs-doublet model (2HDM), they computed the process e⁺e⁻ → Higgs + neutrinos at full next-to-leading-order (NLO) electroweak accuracy. They showed that even in the "alignment limit" — where the extra Higgs bosons become indistinguishable from the Standard-Model Higgs — quantum (loop) effects still shift the theoretical prediction by a few percent, a deviation detectable at FCC-ee. The work opens an indirect route to reveal new particles from tiny deviations in precision data rather than by directly producing them.

Source / 出典： 将来の電子・陽電子衝突型加速器で、新しい物理の「オーロラ」を追いかける | 名古屋大学 素粒子宇宙起源研究所（KMI）（2026年2月26日）

Journal article / 論文： P. Bredt, T. Banno, M. Höfer, S. Iguro, W. Kilian, Y. Ma, J. Reuter & H. Zhang, "Chasing the Two-Higgs-Doublet Model via Electroweak Corrections at e+e- Colliders," Phys. Rev. Lett. 136, 081801 (2026). DOI: 10.1103/mnqp-l2h9

Related keywords: two-Higgs-doublet model, 2HDM, 2ヒッグス二重項模型, beyond the Standard Model, 標準模型を超える物理, electroweak corrections, 電弱補正, NLO, FCC-ee, future collider, 次世代加速器, Higgs boson, ヒッグス粒子, alignment limit, 整合限界, precision measurement, 精密測定, particle physics, 素粒子物理, Nagoya University KMI, 名古屋大学, DESY, KIT, Syuhei Iguro, 井黒就平, Physical Review Letters

理研創発物性科学研究センターの横内智行ユニットリーダー、十倉好紀グループディレクター、永長直人グループディレクターらの国際共同研究グループは、電流で駆動された「スキルミオン（skyrmion／ナノサイズの渦状トポロジカル磁気構造）」格子の変形が生み出す「創発電場」が、回路素子の「リアクタンス（reactance）」として現れることを発見し、「創発リアクタンス」と名付けた。マンガンシリサイドMnSiの単結晶から作製したマイクロメートルサイズの素子に交流電流を加えると、スキルミオンが形成される磁場領域で、電流に対して非線形なリアクタンスが電流と平行・垂直の両方向に生じることを観測。この創発リアクタンスは温度・磁場の条件に応じて符号が変わり、同一の素子でインダクタとキャパシタの両方を実現できる新原理となる可能性がある。素子が小さいほど効果が大きくなる性質から、回路素子の体積を数万分の1以下に微細化する省エネルギー・ナノ非線形素子への応用が期待される。

A RIKEN-led international team (T. Yokouchi, M. T. Birch, Y. Tokura, N. Nagaosa and collaborators at Durham University and ISIS) discovered that the deformation of a current-driven skyrmion lattice produces an emergent electric field that manifests as a circuit "reactance," which they named emergent reactance. Measured in micron-scale MnSi devices under AC current, the effect appears in the skyrmion-stabilizing field range and grows as the device shrinks. Because its sign can change with temperature and field, a single element could behave as both an inductor and a capacitor — a candidate principle for shrinking circuit components by tens of thousands of times, with skyrmions driven at far lower current density than helical or domain-wall systems.

Source / 出典： スキルミオンがつくり出すリアクタンス | 理化学研究所（2026年2月25日）

Journal article / 論文： M. T. Littlehales et al., "Emergent reactance induced by the deformation of a current-driven skyrmion lattice," Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-69698-1

Related keywords: skyrmion, スキルミオン, emergent electromagnetic field, 創発電磁場, emergent reactance, 創発リアクタンス, spintronics, スピントロニクス, topological magnetic structure, トポロジカル磁気構造, MnSi, RIKEN CEMS, 十倉好紀, Tokura, 永長直人, Nagaosa

ハーバード大学のノーマン・ヤオ（Norman Y. Yao）教授らの研究グループは、加圧下で高温超伝導を示すニッケル酸化物（ニッケレート）La₃Ni₂O₇について、ダイヤモンド中の窒素–空孔（NV）中心を量子センサーとして用い、高圧下のマイスナー効果（反磁性応答）をマイクロメートル分解能で「面」として直接イメージングすることに成功した。ダイヤモンドアンビルセルに埋め込んだNV中心による光検出磁気共鳴（ODMR）で、超伝導応答が数µmスケールで強く不均一（フィラメント状）に分布する様子を可視化。同じ視野で局所的な応力（歪み）場と組成（化学量論）も同時にマッピングし、超伝導応答と空間的に相関させることで、超伝導を抑制・増強する支配的メカニズムを実験的に解明した。加圧下の物質機能を広視野かつ局所的に観測できる本手法は、新超伝導体の探索を加速させると期待される。Nature掲載。

A Harvard-led team (Prof. Norman Y. Yao and colleagues) used nitrogen–vacancy (NV) centers in diamond as quantum sensors to perform wide-field, high-pressure optically detected magnetic resonance imaging of the local Meissner (diamagnetic) response in the pressurized nickelate superconductor La₃Ni₂O₇. The maps reveal that the functional superconducting response is strongly inhomogeneous (“filamentary”) at the few-micron scale. By simultaneously imaging the local stress field and stoichiometry in the same field of view and correlating them with the diamagnetic response, the team identified the dominant mechanisms that suppress and enhance superconductivity — a technique that should accelerate the search for new superconductors.

Source / 出典： Uncovering origins of heterogeneous superconductivity in La3Ni2O7 | Nature（2026年2月25日）

Journal article / 論文： S. V. Mandyam et al., “Uncovering origins of heterogeneous superconductivity in La3Ni2O7,” Nature 651, 54–60 (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-10095-x

Related keywords: nickelate, ニッケレート, La3Ni2O7, high-temperature superconductor, 高温超伝導, NV center, NV中心, 窒素空孔中心, quantum sensing, 量子センシング, diamond anvil cell, ダイヤモンドアンビルセル, Meissner effect, マイスナー効果, ODMR, condensed matter, 凝集系物理, Harvard, ハーバード大, Norman Yao, Nature

ハーバード大学のM. D. ルーキン教授ら（筆頭著者 P.-J. スタス、Y.-C. ウェイら）は、ダイヤモンドのナノ光共振器に埋め込んだシリコン欠陥（SiV）中心を量子メモリとして用いた量子ネットワークで、離れた2地点に届く微弱な光の位相差を「非局所的」に測定する原理実証に成功した。長基線の望遠鏡アレイなどでは、光子の量子ノイズと損失が感度を根本的に制限する。研究チームは、遠隔のもつれ生成、「どちらの経路を通ったか」の情報を消す光子モード消去、もつれを利用した非破壊の光子ヘラルド（検出予告）を組み合わせ、量子もつれによってこの限界を超える新しい光センシングの可能性を示した。将来の大規模量子ネットワークや、量子強化型の天文干渉計につながる成果。Nature掲載。

A Harvard team (M. D. Lukin; first authors P.-J. Stas, Y.-C. Wei) used entangled quantum memories in a network of silicon-vacancy (SiV) centers in diamond nanocavities to perform a proof-of-concept non-local phase measurement of weak light arriving at two separate stations. The sensitivity of such non-local optical measurements—relevant to long-baseline telescope arrays—is fundamentally limited by quantum noise and photon loss. By combining event-ready remote entanglement, photon mode erasure that hides which-path information, and entanglement-enabled non-destructive photon heralding, the work shows how distributed entanglement can overcome these limits, pointing toward quantum-enhanced optical sensing and large-scale quantum networks. Published in Nature.

Source / 出典： Entanglement-assisted non-local optical interferometry in a quantum network | Nature（2026年2月25日）

Journal article / 論文： P.-J. Stas, Y.-C. Wei et al., “Entanglement-assisted non-local optical interferometry in a quantum network,” Nature 651, 326–332 (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10171-w

Related keywords: silicon-vacancy center, SiVセンター, diamond nanocavity, ダイヤモンドナノ共振器, quantum network, 量子ネットワーク, quantum memory, 量子メモリ, non-local phase measurement, 非局所位相計測, entanglement, 量子もつれ, long-baseline interferometry, 長基線干渉計, quantum sensing, 量子センシング, Lukin, Harvard, ハーバード大, Nature

コロンビア大学のI. ケレン氏らは、材料の超伝導を、外部から光・圧力・磁場を加えることなく、「光をためる空洞（キャビティ）」と結合させるだけで変化させられることを初めて実証した。研究チームは、赤外の双曲モードをもつ六方晶窒化ホウ素（hBN）を、分子性超伝導体κ-(BEDT-TTF)₂Cu[N(CN)₂]Br（κ-ET）と接合。hBNのモード周波数を、超伝導に関与するκ-ETの炭素間（C=C）伸縮振動に一致させると、真空（量子）ゆらぎを介した共鳴結合が生じ、近接した結晶の超伝導が抑制されることを、磁気力顕微鏡やナノ光学計測で確認した。設計段階で量子物性を作り込む「キャビティ材料工学」への道を開く成果。Nature掲載（Nature誌のNews & Viewsではエアランゲン・ニュルンベルク大のA. モンタナーロ、D. ファウスティが解説）。

A team led by Itai Keren at Columbia University demonstrated for the first time that a material’s superconductivity can be altered simply by coupling it to a built-in light-confining cavity—without any external light, pressure or magnetic field. They interfaced hexagonal boron nitride (hBN), which hosts infrared hyperbolic modes, with the molecular superconductor κ-(BEDT-TTF)₂Cu[N(CN)₂]Br (κ-ET). When the hBN mode frequencies matched the C=C stretching vibration of κ-ET implicated in superconductivity, resonant coupling mediated by vacuum (quantum) fluctuations suppressed superconductivity in the adjacent crystal, confirmed by magnetic force microscopy and nano-optical measurements. The result advances “cavity materials engineering,” tuning quantum properties by design. Published in Nature (News & Views by A. Montanaro and D. Fausti).

Source / 出典： Superconductivity controlled by a built-in light-confining cavity | Phys.org / Nature（2026年2月25日）

Journal article / 論文： I. Keren et al., “Cavity-altered superconductivity,” Nature 650, 864–868 (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-10062-6

Related keywords: cavity materials engineering, キャビティ材料工学, superconductivity, 超伝導, vacuum fluctuations, 真空ゆらぎ, quantum fluctuations, 量子ゆらぎ, hexagonal boron nitride, 六方晶窒化ホウ素, hBN, hyperbolic modes, 双曲モード, molecular superconductor, 分子性超伝導体, kappa-ET, optical cavity, 光共振器, Columbia University, コロンビア大, Keren, Nature

欧州南天天文台（ESO）は、リヴァプール・ジョン・ムーアズ大学（英）のスティーヴン・ロングモア教授を研究代表（PI）とし、ESOのアシュリー・バーンズ氏、コネチカット大学のカーラ・バタースビー氏、国立天文台（NAOJ）の謝佩穎（Pei-Ying Hsieh）氏、上海天文台の呂行（Xing Lu）氏ら、世界70以上の機関から160人超が参加する国際サーベイ「ACES（ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey）」の成果を発表した。アルマ望遠鏡（ALMA）史上最大となるモザイク画像（見かけの大きさは満月3個分、実スケールで650光年超）により、超大質量ブラックホール「いて座A*」を取り囲む「中心分子雲帯（CMZ）」の低温分子ガス全域を、数十光年規模の大構造から個々の星を包む小さなガス雲までかつてない詳細さで初めて描き出した。一酸化ケイ素（SiO）のような単純な分子から、メタノール・アセトン・エタノールといった複雑な有機分子まで数十種を検出し、フィラメント状に流れる冷たいガスが塊へと集積して星を育む「銀河で最も極限的な星形成現場」の化学を明らかにした。CMZは初期宇宙の銀河に似たカオス的環境とされ、極限環境での星形成理論の検証や銀河進化の理解に道を開く。成果はMNRAS誌に受理された5本の論文（＋最終査読中の1本）として発表され、データはALMAサイエンスポータルで公開されている。

ESO announced results from ACES — the ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey — led by PI Steven Longmore (Liverpool John Moores University) with over 160 scientists at more than 70 institutions, including ESO’s Ashley Barnes, UConn’s Cara Battersby, NAOJ’s Pei-Ying Hsieh and SHAO’s Xing Lu. The largest ALMA image ever made — a mosaic as long as three full Moons on the sky, spanning more than 650 light-years — maps the cold molecular gas across the entire Central Molecular Zone around Sgr A* for the first time in such detail, from structures tens of light-years across down to small clouds around individual stars. The survey detects dozens of molecules, from silicon monoxide to complex organics such as methanol, acetone and ethanol, tracing filaments of cold gas feeding the clumps where stars grow in the most extreme region of our galaxy — an environment thought to resemble star-forming galaxies in the early Universe. The results appear in five papers accepted by MNRAS (with a sixth in final review), and the data are public via the ALMA Science Portal.

Source / 出典： Largest image of its kind shows hidden chemistry at the heart of the Milky Way | ESO（eso2603）（2026年2月25日）

Journal article / 論文： S. N. Longmore, A. T. Barnes et al. (ACES Collaboration), "ALMA Central Molecular Zone Exploration Survey (ACES) I–VI," Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2026, accepted). arXiv:2602.20340 ほか

Related keywords: ALMA, アルマ望遠鏡, ACES, Central Molecular Zone, 中心分子雲帯, CMZ, galactic centre, 銀河中心, Sagittarius A*, いて座A*, molecular filaments, 分子雲フィラメント, star formation, 星形成, methanol, メタノール, ethanol, エタノール, largest ALMA image, ESO, 欧州南天天文台, NAOJ, 国立天文台, Liverpool John Moores, Longmore, MNRAS

大阪大学産業科学研究所の細貝知直教授（兼 理研放射光科学研究センターチームリーダー）、量子科学技術研究開発機構（QST）関西光量子科学研究所の神門正城所長、高エネルギー加速器研究機構（KEK）物質構造科学研究所の山本樹名誉教授らの研究グループは、レーザー航跡場加速（Laser Wakefield Acceleration；LWFA）で生成した電子ビームを用いて、極端紫外線（XUV）領域での自由電子レーザー（Free Electron Laser；FEL）の発振に世界で初めて成功した。LWFAはプラズマ中に生じる航跡波で電子を加速する方式で、従来の高周波加速器に比べて約1000倍という極めて大きな加速力（加速勾配）を持つ。これにより、これまで数十～数百メートル級の施設を要した高エネルギー加速器やX線・XUV光源を「卓上サイズ」へ小型化できる可能性があり、本成果はコンパクトで高輝度な次世代光源の実現に向けた重要なマイルストーンと位置づけられる。

A group led by Osaka University (Prof. Tomonao Hosokai, also a RIKEN team leader), QST (Director Masaki Kando) and KEK (Prof. Emeritus Shigeru Yamamoto) achieved free-electron laser (FEL) oscillation in the extreme-ultraviolet (XUV) range using an electron beam from laser wakefield acceleration (LWFA). LWFA accelerates electrons on the wake wave in a plasma and offers an accelerating gradient roughly 1,000 times that of conventional RF accelerators, raising the prospect of shrinking large accelerator and short-wavelength light-source facilities to tabletop scale — a milestone toward compact, high-brightness next-generation light sources.

Source / 出典： 加速力1000倍のレーザー航跡場加速で自由電子レーザー発振に成功 | 理化学研究所 ／ 大阪大学産業科学研究所（2026年2月24日）

Journal article / 論文： Physical Review 誌（米国物理学会, APS）に掲載。DOI: 10.1103/qvg7-ng8n

Related keywords: laser wakefield acceleration, レーザー航跡場加速, LWFA, plasma acceleration, プラズマ加速, free electron laser, 自由電子レーザー, FEL, XUV, 極端紫外線, 加速器物理, 卓上加速器, Osaka University, 大阪大学, QST, KEK, RIKEN

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校グレインジャー工学部とシカゴ大学の天体物理学者ブライス・カズンズ（Bryce Cousins、筆頭著者）、ニコラス・ユネス（Nicolás Yunes）教授、ダニエル・ホルツ（Daniel Holz）教授らの研究グループは、宇宙膨張率を表す「ハッブル定数」を、無数のブラックホール連星合体が重なり合って生じる「確率的重力波背景（stochastic gravitational-wave background）」のかすかな“うなり”から推定する新手法を提案した。研究チームはこれを「確率的サイレン（stochastic siren）」と名づけた。個々の合体を標準サイレンとして用いる従来の重力波法に対し、背景全体の統計を活用することで、ハッブル定数推定の精度を改善できることを示した。LIGO・Virgo・KAGRA（LVK）など検出器の感度が今後向上すれば、初期宇宙と後期宇宙で値が食い違う「ハッブル・テンション（Hubble tension）」の解明に近づくと期待される。Physical Review Letters（PRL 136, 101003、2026年3月11日発行）に掲載。

Astrophysicists at the University of Illinois Urbana-Champaign (Grainger College of Engineering) and the University of Chicago — led by Bryce Cousins with Profs. Nicolás Yunes and Daniel Holz — introduced a new way to measure the Hubble constant from the faint “hum” of the stochastic gravitational-wave background produced by countless merging black-hole binaries, a technique they call the “stochastic siren.” Unlike standard-siren methods that rely on individually resolved mergers, this approach exploits the statistics of the unresolved background and improves the accuracy of gravitational-wave inferences of the Hubble constant. As LIGO–Virgo–KAGRA (LVK) detectors grow more sensitive, the method could help resolve the Hubble tension.

Source / 出典： Illinois and UChicago physicists develop a new method to measure the expansion rate of the universe | Illinois Physics（2026年2月24日）

Journal article / 論文： B. Cousins et al., “Stochastic Siren: Astrophysical Gravitational-Wave Background Measurements of the Hubble Constant,” Phys. Rev. Lett. 136, 101003 (2026). DOI: 10.1103/4lzh-bm7y

Related keywords: Hubble constant, ハッブル定数, Hubble tension, ハッブル・テンション, gravitational-wave background, 重力波背景, stochastic siren, 確率的サイレン, standard siren, 標準サイレン, LIGO, Virgo, KAGRA, LVK, cosmology, 宇宙論, expansion of the universe, 宇宙膨張, University of Illinois, University of Chicago, Nicolás Yunes, Daniel Holz

独テュービンゲン大学のM. クレン（Mario Krenn）教授（人工科学者ラボ。マックス・プランク光科学研究所と兼務）と筆頭著者のS. アルルトらの国際チームは、個々の量子光学実験ではなく「よく似た出力をもつ実験の集合（クラス）」を生成するトランスフォーマー型の言語モデルを開発した。モデルは数百万件の量子状態とそれに対応する実験設計図で訓練され、個別の解ではなく一般的な構成規則を推論して、実行すると多くの類似実験（さらに大規模版）を設計するPythonコードを書き出す。Pythonは人間が読めるため、研究者はコードから解の背後にある一般原理を理解でき、追加の最適化なしに大規模実験へ外挿できる。AIが見つけた「創造的」な設計を人間が解釈可能にする「メタ設計（meta-design）」を提唱した。Nature Machine Intelligence掲載。

An international team led by Mario Krenn (University of Tübingen; also Artificial Scientist Lab, Max Planck Institute for the Science of Light) with first author Sören Arlt developed a transformer-based language model that generates not single quantum-optics experiments but whole families ("classes") of setups with similar outputs. Trained on millions of quantum states and their experimental blueprints, the model infers general construction rules and writes human-readable Python code that, when run, designs many similar (and larger) experiments. Because the code is readable, scientists can extract the general design principles and extrapolate to larger experiments without further optimization — a strategy the authors call "meta-design." Published in Nature Machine Intelligence.

Source / 出典： AI develops easily understandable solutions for unusual experiments in quantum physics | Phys.org（2026年2月24日）

Journal article / 論文： S. Arlt, H. Duan, F. Li, S. M. Xie, Y. Wu & M. Krenn, "Meta-designing quantum experiments with language models," Nature Machine Intelligence 8, 148–157 (2026). DOI: 10.1038/s42256-025-01153-0

Related keywords: language model, 言語モデル, transformer, トランスフォーマー, meta-design, メタ設計, quantum optics experiment, 量子光学実験, AI for science, 科学のためのAI, Python code, Pythonコード, interpretability, 可読性, Mario Krenn, Sören Arlt, University of Tübingen, テュービンゲン大, Max Planck, Nature Machine Intelligence

オーストリア・ウィーン工科大学（TU Wien）原子・亜原子物理学研究所（Atominstitut）／IQOQIウィーンのN. フリース、M. フーバーらが理論設計し、中国・南京大学の王慧田（Hui-Tian Wang）教授・王喜林（Xi-Lin Wang）教授らの実験グループが実装した国際共同研究で、2個の光子をそれぞれ4つの状態の重ね合わせ（4次元の「クディット」）に符号化し、両者をもつれさせる二クディット・エンタングリングゲート「制御位相反転（CPF）ゲート」を実現した。光子は軌道角運動量（OAM）で符号化され、ゲートの成功は付随する測定で「予告（heralding）」される。従来の量子ビット（qubit）より少ない粒子数で同じ情報を担えるため、量子演算の効率化・安定化につながる。実装したゲートは、量子ビットに分解すると最低13個の2量子ビットゲートに相当する複雑さをもつ。Nature Photonics掲載。

In an international collaboration, Nicolai Friis and Marcus Huber (TU Wien / IQOQI Vienna) designed, and the group of Hui-Tian Wang and Xi-Lin Wang at Nanjing University (China) implemented, a heralded entangling gate between two photonic qudits, each encoded in four states (a four-dimensional qudit): a controlled-phase-flip (CPF) gate. The photons are encoded in orbital angular momentum (OAM), and success of the gate is heralded by an accompanying measurement. Because qudits carry the same information with fewer particles than qubits, this improves the efficiency and stability of quantum operations; the demonstrated gate is as complex as at least 13 two-qubit entangling gates. Published in Nature Photonics.

Source / 出典： Quantum computers go high-dimensional | TU Wien（2026年2月23日）

Journal article / 論文： Z.-F. Liu et al., "Heralded high-dimensional photon–photon quantum gate," Nature Photonics 20, 460–467 (2026). DOI: 10.1038/s41566-026-01846-x

Related keywords: qudit, クディット, high-dimensional, 高次元, orbital angular momentum, 軌道角運動量, OAM, controlled-phase-flip gate, 制御位相反転ゲート, CPF gate, photonic quantum computing, 光量子計算, heralded gate, 予告付きゲート, entanglement, 量子もつれ, TU Wien, ウィーン工科大, Nanjing University, 南京大学, Friis, Huber, Hui-Tian Wang, Nature Photonics

モントリオール大学（カナダ）のフィリップ・サンジャン（Philippe St-Jean）教授らの研究チームは、東北大学のT. Ozawa（小澤知己）氏、イタリア・トレント大学のI. Carusotto氏らとの国際共同研究により、電荷を持たない「光（光子）」において、量子ホール効果の核心である「量子化された横方向ドリフト」を世界で初めて観測することに成功した。量子ホール効果は、磁場中の物質を流れる電子が横方向に量子化された電圧を生む現象で、1985年・1998年・2016年と3度のノーベル物理学賞の対象となり、現在では電気抵抗標準や質量（キログラム）の定義を支える基盤となっている。光子は電荷を持たず電場や磁場に直接応答しないため、光での再現は極めて困難とされてきた。研究チームは光の「周波数」を合成次元として符号化したフォトニック・チャーン絶縁体を構築し、光が電子と同じように完全に量子化されたステップで横向きにドリフトする様子を実証した。量子化からのわずかなズレは環境の微小な擾乱を映す高感度センサーにもなり得るほか、外乱に強いトポロジカル・フォトニクス素子、計量標準、耐性の高い光量子情報処理への応用が期待される。Physical Review X誌に掲載（2026年2月5日付）。

A team led by Philippe St-Jean (Université de Montréal), together with Tomoki Ozawa (Tohoku University), Iacopo Carusotto (University of Trento) and colleagues, reported the first observation of a quantized transverse (Hall) drift of light — a photonic realization of the quantum Hall effect, a phenomenon that has earned three Nobel Prizes and underpins modern resistance and mass metrology. Because photons carry no electric charge and do not respond to magnetic fields, recreating the effect with light had seemed extraordinarily difficult. The team engineered a frequency-encoded photonic Chern insulator in which light drifts sideways in perfectly quantized steps, just as electrons do. Small departures from perfect quantization could serve as extremely sensitive probes of environmental disturbances, and the platform opens routes to robust topological photonic devices, metrology and resilient photonic quantum information processing. Published in Physical Review X (February 5, 2026).

Source / 出典： A luminous breakthrough for quantum photonics | UdeMnouvelles（モントリオール大学）（2026年2月23日）

Journal article / 論文： A. Chénier, B. d’Aligny, F. Pellerin, P.-É. Blanchard, T. Ozawa, I. Carusotto & P. St-Jean, "Quantized Hall Drift in a Frequency-Encoded Photonic Chern Insulator," Physical Review X 16, 011020 (2026). DOI: 10.1103/2dyh-yhrb

Related keywords: quantum Hall effect, 量子ホール効果, photonic Chern insulator, フォトニック・チャーン絶縁体, quantized Hall drift, 量子化ホールドリフト, synthetic dimension, 合成次元, topological photonics, トポロジカルフォトニクス, frequency encoding, 周波数符号化, Université de Montréal, モントリオール大, St-Jean, Tomoki Ozawa, 小澤知己, 東北大学, Carusotto, University of Trento, トレント大, metrology, 計量標準, PRX

宇都宮大学データサイエンス経営学部の吉田聡太准教授（理研仁科加速器科学研究センター上級研究員）、東京大学工学系研究科の佐藤健准教授、同大学院生の緒方拓巳氏、理研の木村真明室長らの共同研究グループは、理研に設置されたQuantinuum社製のイオントラップ型量子コンピュータ「黎明（れいめい）」を用いて、酸素・カルシウム・ニッケル同位体の原子核の基底状態エネルギーを高精度に推定することに成功した。原子核は多数の核子（陽子・中性子）が強く相互作用する量子多体系であり、その構造を第一原理的に解く計算は古典コンピュータでは指数関数的に困難になる。本成果は、量子コンピュータによる核物理シミュレーションが実用的な精度に近づきつつあることを示し、「核物理シミュレーションの新たな時代」への一歩とされる。

A team from Utsunomiya University, RIKEN and the University of Tokyo (S. Yoshida, K. Sato, T. Ogata, M. Kimura) used RIKEN's Quantinuum trapped-ion quantum computer "Reimei" to obtain high-precision ground-state energies of oxygen, calcium and nickel isotopes. Atomic nuclei are strongly interacting quantum many-body systems whose first-principles structure calculations scale exponentially on classical computers; the result shows quantum computers approaching practically useful accuracy for nuclear-structure simulation, marking a step toward a "new era" of nuclear-physics simulation.

Source / 出典： 量子コンピュータを用いた高精度原子核構造計算の実現 | 理化学研究所 ／ 宇都宮大学（2026年2月20日）

Journal article / 論文： Physical Review 誌（米国物理学会, APS）に掲載。DOI: 10.1103/td9s-z7my

Related keywords: quantum computer, 量子コンピュータ, nuclear structure, 原子核構造, ion trap, イオントラップ, Quantinuum, 黎明, Reimei, 核物理, nuclear physics, oxygen, calcium, nickel, 同位体, 宇都宮大学, RIKEN, 東京大学

東京大学先端科学技術研究センターの三村秀和教授（理化学研究所 放射光科学研究センター チームリーダー兼務）、理化学研究所 放射光科学研究センターの矢橋牧名グループディレクター、高輝度光科学研究センター（JASRI）の大橋治彦室長らの研究グループは、切削加工や放電加工などの金属加工技術のための「超高速レントゲン診断法」を開発した。大型放射光施設「SPring-8」（ビームラインBL05XU）が新たに開発した、極めて透過力の高い100keV（キロ電子ボルト）の明るいX線を用いることで、5000分の1秒という超高速で、金属内部において金属が削り取られていく様子や加工工具が振動している様子を観察することに世界で初めて成功した。鉄や銅など工業分野で主役となる金属を数ミリメートルの厚さでも透過できるため、これまで冷却液や金属内部で直接見ることができなかった切りくずの発生やバリ（不要な突起）の発生メカニズム、放電加工の現象を直接捉えられる。2年後に稼働するSPring-8-IIではさらに高い空間・時間分解能が見込まれ、切削・放電・レーザー加工や3Dプリンタなどあらゆる金属プロセスへの展開が期待される。日本が世界をリードする工作機械・工具開発を加速する成果。

A group led by the University of Tokyo's RCAST (Prof. Hidekazu Mimura, also a RIKEN team leader), RIKEN (Group Director Makina Yabashi) and JASRI (Haruhiko Ohashi) developed a high-speed X-ray diagnosis method for industrial metal machining such as cutting and electrical discharge machining (EDM). Using newly developed, highly penetrating bright 100 keV X-rays from SPring-8 (beamline BL05XU), they captured—for the first time in the world—how metal is removed inside a workpiece and how the tool vibrates, at a frame interval of 1/5000 second. Because 100 keV X-rays penetrate several millimeters of common industrial metals such as iron and copper, processes previously hidden inside coolant and metal can now be observed directly, including burr formation and EDM phenomena. With the upcoming SPring-8-II promising even higher spatial and temporal resolution, the technique is expected to extend to cutting, EDM, laser machining and 3D printing, accelerating Japan's world-leading machine-tool and tooling development.

Source / 出典： 工業的金属加工プロセスの超高速レントゲン診断法が実現 | 東京大学 先端科学技術研究センター（2026年2月20日）

Journal article / 論文： H. Mimura et al., "High-speed imaging of cutting and electrical discharge machining (EDM) in thin metals and fluids using high-intensity 100 keV x-rays," Review of Scientific Instruments (2026). DOI: 10.1063/5.0279761

Related keywords: synchrotron radiation, 放射光, SPring-8, BL05XU, 100 keV X-ray, X-ray imaging, X線イメージング, high-speed imaging, 超高速レントゲン, metal machining, 金属加工, cutting, 切削加工, EDM, 放電加工, Review of Scientific Instruments, 東京大学先端研, RCAST, 理化学研究所, JASRI, 三村秀和, 矢橋牧名

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のジェイミー・バンバー氏、アテネ・アカデミー（ギリシャ）のアントニオス・ツォカロス氏、バレンシア大学（スペイン）のミルトン・ルイス氏、モントクレア州立大学（米）のマーク・ファヴァータ氏らの国際研究チームは、連星中性子星合体が生み出す重力波の「メモリー効果」（重力波が通過した後に時空へ永久的な変位が残る、いまだ未検出の非振動成分）に対して、中性子星の磁場・ニュートリノ放出・放出物質（バリオン性エジェクタ）が与える影響を、ニュートリノ輸送を含む一般相対論的磁気流体（GRMHD）シミュレーションと複数の現実的な状態方程式を用いて世界で初めて定量化した。電磁放射・ニュートリノ・エジェクタによる追加寄与は、中程度の磁場で全メモリーの約15%、マグネター級の極端な磁場では最大約50%に達する。メモリーは状態方程式・連星質量・磁場に最も敏感で、磁場が強い場合には角運動量の再分配を通じてむしろ全メモリーが小さくなるケースもあること、ブラックホール連星と異なり電磁場・ニュートリノ・エジェクタの放出時間が長いためメモリーの成長が時間的に引き延ばされることも明らかになった。将来のアインシュタイン望遠鏡やコズミック・エクスプローラーによるメモリー検出とパラメータ推定には、磁場と状態方程式の考慮が不可欠であることを示す成果。Physical Review Letters掲載。

An international team from the University of Illinois Urbana-Champaign (Jamie Bamber, Stuart L. Shapiro), the Academy of Athens (Antonios Tsokaros), the University of València (Milton Ruiz, Fabrizio Venturi Piñas) and Montclair State University (Marc Favata, Matthew Karlson) used general-relativistic magnetohydrodynamic simulations including neutrinos, with several viable equations of state, to quantify — for the first time — how the neutron-star magnetic field, neutrino emission and ejected mass affect the linear and nonlinear displacement “memory” of binary neutron star mergers, a permanent spacetime distortion that has never yet been measured. The additional contributions from electromagnetic radiation, neutrinos and baryonic ejecta reach ~15% of the total memory for moderate fields and up to ~50% for extreme (magnetar-class) fields. The memory is most sensitive to the equation of state, binary mass and magnetic field; strongly magnetized mergers can even yield a smaller total memory than non-magnetized ones, and — unlike binary black holes — the memory keeps growing over the long emission timescales of fields, neutrinos and ejecta. The results show that magnetic fields and the equation of state must be included in future memory searches with detectors such as the Einstein Telescope and Cosmic Explorer. Published in Physical Review Letters.

Source / 出典： The persistence of gravitational wave memory | Phys.org（2026年2月20日）

Journal article / 論文： J. Bamber, A. Tsokaros, M. Ruiz, S. L. Shapiro, M. Favata, M. Karlson & F. Venturi Piñas, "Gravitational Wave Memory from Binary Neutron Star Mergers," Phys. Rev. Lett. 136, 041401 (2026). DOI: 10.1103/k3hl-4n82

Related keywords: gravitational wave memory, 重力波メモリー効果, displacement memory, 変位メモリー, binary neutron star merger, 連星中性子星合体, GRMHD, 一般相対論的磁気流体シミュレーション, neutrino emission, ニュートリノ放出, baryonic ejecta, バリオン性エジェクタ, magnetar-class magnetic field, マグネター級磁場, equation of state, 状態方程式, University of Illinois, イリノイ大, Tsokaros, Favata, Einstein Telescope, PRL

ノルウェー科学技術大学（NTNU）QuSpin研究センターのヤコブ・リンダー教授（理論）と、イタリア・サレルノ大学のC. アッタナージオ教授、C. チリッロ氏ら（実験）の国際共同研究チームは、空間反転対称性を持たない（noncentrosymmetric）超伝導合金「NbRe（ニオブ・レニウム）」が、物質固有（intrinsic）のスピン三重項超伝導と整合する振る舞いを示すことを、「逆スピンバルブ効果」の測定から明らかにした。従来型の超伝導体（スピン一重項）ではクーパー対のスピンが打ち消し合うのに対し、三重項超伝導体では対がスピンを持つため、電流だけでなくスピン流も抵抗ゼロで輸送でき、超省エネのスピントロニクスや安定なマヨラナ粒子に基づくトポロジカル量子計算を可能にする「聖杯」として長年探索されてきた。実験では強磁性体／超伝導体／強磁性体の積層素子を作製し、表面に自然形成された酸化鉄ヘマタイト（α-Fe₂O₃）層が一方の磁性層を固定する役割を果たすことを利用して磁化配置を切り替えたところ、超伝導転移温度が従来型では説明できない「逆向き」にシフトすることを観測。点接触分光・比熱測定が示していた2つの超伝導ギャップや、ミュオンスピン回転が示す時間反転対称性の破れといった先行結果とも整合する。転移温度は約7 Kと、1 K程度の他の三重項候補物質より格段に高く、実用上も有利。Physical Review Letters掲載（Editor's Suggestion選出）。

Theorist Jacob Linder’s group at NTNU’s QuSpin research centre, working with experimentalists at the University of Salerno (C. Attanasio, C. Cirillo and colleagues), reported evidence that the noncentrosymmetric alloy NbRe behaves as an intrinsic spin-triplet superconductor, based on inverse spin-valve measurements. In ferromagnet/superconductor/ferromagnet stacks — where a naturally formed hematite (α-Fe₂O₃) surface oxide pins one magnetic layer — switching the magnetic configuration shifts the superconducting transition temperature the “wrong way” for a conventional singlet superconductor. The result is consistent with earlier hints of two superconducting gaps (point-contact spectroscopy, specific heat) and time-reversal-symmetry breaking (muon-spin rotation). Because triplet Cooper pairs carry spin, such a material could transport spin currents with zero resistance, enabling ultra-low-power spintronics and stable Majorana-based quantum computing. With a transition temperature near 7 K — far above the ~1 K of other triplet candidates — NbRe is also practically attractive. Published in Physical Review Letters and selected as an Editor’s Suggestion.

Source / 出典： Triplet superconductivity—physicists may have found the missing link for quantum computers | Phys.org／NTNU（2026年2月19日）

Journal article / 論文： F. Colangelo, M. Modestino, F. Avitabile, A. Galluzzi, Z. Makhdoumi Kakhaki, A. Kumar, J. Linder, M. Polichetti, C. Attanasio & C. Cirillo, "Unveiling Intrinsic Triplet Superconductivity in Noncentrosymmetric NbRe through Inverse Spin-Valve Effects," Phys. Rev. Lett. 135, 226002 (2025). DOI: 10.1103/q1nb-cvh6

Related keywords: triplet superconductivity, スピン三重項超伝導, NbRe, ニオブ・レニウム合金, noncentrosymmetric superconductor, 空間反転対称性の破れた超伝導体, inverse spin-valve effect, 逆スピンバルブ効果, hematite, ヘマタイト, spintronics, スピントロニクス, spin current, スピン流, Majorana, マヨラナ粒子, NTNU, QuSpin, Jacob Linder, University of Salerno, サレルノ大, time-reversal symmetry breaking, 時間反転対称性の破れ, PRL

コペンハーゲン大学ニールス・ボーア研究所量子デバイスセンター／ノボ ノルディスク財団量子コンピューティング・プログラムのファブリツィオ・ベリッタ博士研究員、モーテン・ケアゴー准教授ら（ノルウェー科学技術大学、ライデン大学、チャルマース工科大学との国際共同研究グループ）は、超伝導量子ビットのエネルギー緩和率（T1の逆数、すなわち量子情報が失われていく速さ）が時々刻々と「ゆらぐ」様子を、ミリ秒スケールでリアルタイムに追跡できる適応計測法を実証した。従来の特性評価は数十秒〜数分を要し、速いゆらぎを「平均」して見えなくしてしまっていた。研究チームはFPGA（極めて高速に動作する古典プロセッサ）と適応的なベイズ推定を組み合わせ、ゆらぎ本来の時間スケールに迫る速さで緩和率を逐次推定。量子ビットが「良い状態」と「悪い状態」を行き来する様子を可視化することに成功した。市販の機器と新しい計測手法だけで実現しており、量子プロセッサの較正・安定化・大規模化に直結する基盤技術となる。

A team at the Niels Bohr Institute, University of Copenhagen (Center for Quantum Devices and the Novo Nordisk Foundation Quantum Computing Programme; F. Berritta, M. Kjaergaard), together with NTNU, Leiden University and Chalmers, demonstrated a real-time adaptive measurement that tracks the fluctuating energy-relaxation rate (1/T1, the rate at which a qubit loses quantum information) of a superconducting qubit on millisecond timescales. Standard characterization takes seconds to minutes and averages out fast fluctuations; using an FPGA controller and adaptive Bayesian estimation, the method updates the relaxation rate close to the intrinsic timescale of the fluctuations themselves, revealing how a qubit switches between “good” and “bad” states. Built from commercially available hardware, the technique is a building block for calibrating, stabilizing and scaling quantum processors.

Source / 出典： How to improve the performance of qubits: super-fast fluctuation detection achieved at NBI | EurekAlert! / Niels Bohr Institute（2026年2月18日）

Journal article / 論文： F. Berritta et al., “Real-Time Adaptive Tracking of Fluctuating Relaxation Rates in Superconducting Qubits,” Phys. Rev. X 16, 011025 (2026). DOI: 10.1103/gk1b-stl3

Related keywords: superconducting qubit, 超伝導量子ビット, energy relaxation rate, エネルギー緩和率, T1, real-time tracking, リアルタイム計測, FPGA, adaptive measurement, 適応計測, Bayesian, ベイズ推定, quantum computing, 量子コンピュータ, Niels Bohr Institute, ニールス・ボーア研究所, コペンハーゲン大学, Physical Review X

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のアビシェク・ヘガデ・K.R.氏、ニコラス・ユネス教授ら（UCサンタバーバラ、タタ基礎科学研究所ICTS、モンタナ州立大との共同研究）は、連星中性子星が合体直前に互いを潮汐変形させる効果を、完全な一般相対論の枠組みで精密に記述する新理論を構築した。潮汐応答を星の振動モードの和として展開し、各モードの振幅が「強制調和振動子」の方程式に従うことを示した。これはニュートン重力での重なり積分の定式化を相対論へ一般化するもの。将来の重力波観測における系統誤差（パラメータ推定のバイアス）を避け、中性子星内部や高密度物質の状態方程式の精密な解明に道を開く。Physical Review Letters（Editors' Suggestion）掲載。

A team led by Abhishek Hegade K. R. and Nicolás Yunes (University of Illinois Urbana-Champaign, with UC Santa Barbara, ICTS-Tata Institute and Montana State University) developed a theory describing, in full general relativity, how binary neutron stars tidally deform each other just before merger. They expand the dynamical tidal response in a complete set of stellar oscillation modes and show the mode amplitudes obey an effective forced-harmonic-oscillator equation, generalizing the Newtonian overlap-integral formulation. The relativistic treatment will reduce systematic biases in future gravitational-wave parameter estimation and help probe neutron-star interiors and dense matter. Published in Physical Review Letters as an Editors’ Suggestion.

Source / 出典： What’s inside neutron stars? New model could sharpen gravitational-wave ‘tide’ clues | Phys.org（2026年2月18日）

Journal article / 論文： A. Hegade K. R., K. J. Kwon, T. Venumadhav, H. Yu & N. Yunes, “Relativistic and Dynamical Love Numbers,” Phys. Rev. Lett. 136, 071401 (2026). DOI: 10.1103/1wdp-6x27

Related keywords: neutron star, 中性子星, tidal deformation, 潮汐変形, Love numbers, ラブ数, dynamical tides, 動的潮汐, general relativity, 一般相対性理論, gravitational waves, 重力波, binary neutron star, 連星中性子星, equation of state, 状態方程式, Physical Review Letters, Yunes, イリノイ大

コンスタンツ大学のグイド・ブルカルト教授とヨリス・カッテメレ氏は、量子系がもつ「並進対称性（繰り返しのパターン）」を活用することで、量子シミュレーションに必要な計算量（量子ゲート数）を数桁削減できることを示した。現在の量子コンピュータは、誤りが生じるまでに実行できる演算回数が厳しく制限されるため、計算をできるだけ効率化することが重要となる。研究チームは2次元QED（クォークと光子を扱う格子模型、Kogut-Susskind模型）のシミュレーションを例に、対称性に基づく回路設計手法「QuanTile」を提案し、既存のルーティング手法と比べて大幅な効率化をベンチマークで実証した。誤り耐性が確立する前の中規模量子計算機でも有効な、実用的な手法。Physical Review Letters掲載。

Guido Burkard and Joris Kattemölle (University of Konstanz) showed that exploiting translational symmetry—recurring patterns in a quantum system—can cut the number of quantum gates needed for quantum simulation by several orders of magnitude. Because today’s quantum computers can run only a limited number of operations before errors accumulate, such efficiency is crucial. Using the simulation of 2D quantum electrodynamics (the Kogut–Susskind lattice model) as an example, they introduced a symmetry-based circuit-construction method (“QuanTile”) and benchmarked substantial savings over existing routing approaches—a practical technique even for mid-scale, pre-fault-tolerant machines. Published in Physical Review Letters.

Source / 出典： Simplifying quantum simulations—symmetry can cut computational effort by several orders of magnitude | Phys.org（2026年2月18日）

Journal article / 論文： J. Kattemölle & G. Burkard, “Efficient Quantum Simulation for Translationally Invariant Systems,” Phys. Rev. Lett. 136, 010602 (2026). DOI: 10.1103/cswp-xy7k

Related keywords: quantum simulation, 量子シミュレーション, translational symmetry, 並進対称性, quantum circuit, 量子回路, gate count reduction, ゲート数削減, lattice gauge theory, 格子ゲージ理論, 2D QED, Kogut-Susskind, quantum computing, 量子コンピュータ, University of Konstanz, コンスタンツ大, Burkard, Kattemolle, Physical Review Letters

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 未来産業技術研究所の白根篤史准教授、大学院生の成清泰斗氏らと、高エネルギー加速器研究機構（KEK）素粒子原子核研究所の宮原正也准教授らの研究チームは、原子炉内部に匹敵する累積線量500 kGy（キログレイ）の超高線量環境でも壊れずに動作し続ける2.4 GHz帯Wi-Fi受信チップの開発に成功した。原子炉内部のような極めて過酷な放射線環境では、一般的な無線通信機器は短期間で性能劣化を起こす可能性があり、無線ネットワーク導入の大きな障壁となってきた。研究チームは、標準的なシリコンCMOS集積回路製造プロセスを用いながら放射線耐性を飛躍的に向上させる回路構成を提案・実証。東京電力福島第一原子力発電所をはじめとする原子炉の廃炉作業において、内部の計測・通信を無線化することでより安全かつ効率的な作業に貢献するとともに、宇宙機や核融合炉、加速器実験の計測システムなど、将来の国家的プロジェクトを支える極限環境エレクトロニクスへの展開も期待される。半導体集積回路分野で最高峰の国際会議ISSCC 2026（国際固体素子回路会議）で発表。

A team from the Institute of Integrated Research at Institute of Science Tokyo (Assoc. Prof. Atsushi Shirane, graduate student Yasuto Narukiyo and colleagues) and KEK’s Institute of Particle and Nuclear Studies (Assoc. Prof. Masaya Miyahara) developed a 2.4 GHz Wi-Fi receiver chip that keeps operating under a cumulative radiation dose of 500 kGy — comparable to conditions inside a nuclear reactor, where ordinary wireless equipment can degrade within a short time. Built with a standard silicon CMOS process, the chip uses circuit techniques that dramatically enhance radiation hardness. Wireless in-reactor sensing and communication would make decommissioning work — including at Fukushima Daiichi — safer and more efficient, and the technology can extend to space, fusion reactors and accelerator instrumentation. Presented at ISSCC 2026, the premier international conference on solid-state circuits.

Source / 出典： 超高線量環境下で動作するWi-Fiチップの開発に成功 | 東京科学大学（Science Tokyo）（2026年2月18日）

Conference / 発表： Y. Narukiyo, S. Kato, K. Yanaka, Y. Takahashi, M. Miyahara, J. Mayeda & A. Shirane, "A 500 kGy Radiation-Hardened 2.4 GHz Wi-Fi Receiver for Innovative Nuclear Power Plant Decommissioning," ISSCC 2026（国際固体素子回路会議）

Related keywords: radiation-hardened electronics, 耐放射線エレクトロニクス, 500 kGy, Wi-Fi receiver, Wi-Fi受信チップ, CMOS, シリコンCMOS, nuclear decommissioning, 廃炉, 福島第一原子力発電所, Fukushima Daiichi, ISSCC 2026, Science Tokyo, 東京科学大学, KEK, 高エネルギー加速器研究機構, 極限環境集積回路, extreme-environment electronics, 白根篤史, 宮原正也, applied physics, 応用物理

トロント大学のDayi（David）Li博士研究員が率いる国際研究チームは、ハッブル宇宙望遠鏡・欧州宇宙機関（ESA）のユークリッド宇宙望遠鏡・すばる望遠鏡の観測データを組み合わせ、地球から約3億光年離れたペルセウス座銀河団の中に、質量のほぼすべてが暗黒物質（ダークマター）とみられる極めて暗い銀河「CDG-2（Candidate Dark Galaxy-2）」を発見した。CDG-2は通常の銀河のように星の光で見つかったのではなく、密集した4個の「球状星団」の存在から統計的に炙り出された、恒星の光ではなく球状星団のみによって検出された史上初の銀河である。ハッブルとユークリッドの画像から、4個の球状星団を取り巻く極めて淡い広がった光（銀河本体）が確認された。この銀河は太陽約600万個分の光しか放たず、質量の約99%（球状星団と暗黒物質ハローの関係を仮定すると最大99.9%以上）が暗黒物質と見積もられる。星形成に必要な水素ガスの多くは、銀河団内の他の銀河との重力相互作用で剥ぎ取られたと考えられる。球状星団を手がかりに「ほぼ見えない銀河」を探る手法の有効性を実証した成果。

An international team led by Dayi (David) Li (University of Toronto) combined data from the Hubble, ESA's Euclid, and the Subaru telescopes to identify CDG-2 (Candidate Dark Galaxy-2), an extremely faint galaxy in the Perseus cluster (~300 million light-years away) that appears to be almost entirely dark matter. Rather than being found by its starlight, CDG-2 was flagged statistically by a tight grouping of four globular clusters — making it the first galaxy detected purely through its globular-cluster population. Hubble and Euclid imaging revealed a faint diffuse glow around the clusters, confirming an underlying galaxy shining with the light of only ~6 million Suns. About 99% of its mass (up to ≳99.9% under standard globular-cluster–halo mass relations) is inferred to be dark matter, with most star-forming hydrogen gas likely stripped by interactions inside the dense cluster. The work demonstrates globular clusters as reliable tracers of nearly invisible, dark-matter-dominated galaxies.

Source / 出典： NASA's Hubble Identifies One of Darkest Known Galaxies | NASA Science（2026年2月18日／ESA/Hubble heic2605）

Journal article / 論文： Dayi (David) Li et al., "Candidate Dark Galaxy-2: Validation and Analysis of an Almost Dark Galaxy in the Perseus Cluster," The Astrophysical Journal Letters 986, L18 (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adddab（arXiv:2506.15644）

Related keywords: dark galaxy, 暗黒銀河, dark matter, 暗黒物質, ダークマター, CDG-2, low surface brightness galaxy, 低表面輝度銀河, globular clusters, 球状星団, Perseus cluster, ペルセウス座銀河団, Hubble Space Telescope, ハッブル宇宙望遠鏡, Euclid, ユークリッド, Subaru Telescope, すばる望遠鏡, University of Toronto, トロント大, Dayi Li, Astrophysical Journal Letters, astrophysics, 天体物理

デルフト工科大学QuTechのレオ・カウエンホーフェン教授ら、スペイン国立研究評議会（CSIC）のラモン・アグアド博士らの研究グループは、半導体量子ドットを2つ結合した「最小キタエフ鎖（minimal Kitaev chain）」の両端に現れるマヨラナ束縛状態の「パリティ（偶奇性）」を、多数回の平均を取らずに一度の測定で読み出す「単一ショット・パリティ読み出し」に世界で初めて成功した。マヨラナ粒子はそれ自身が反粒子であるという特異な準粒子で、その情報が空間的に「非局所」に符号化されるため、外乱に強い「トポロジカル量子ビット」を実現できると期待されている。量子情報を高速かつ非破壊的に取り出せることを実証した本成果は、トポロジカル量子計算の実現に向けた重要なマイルストーンとなる。

A team at QuTech, Delft University of Technology (L. P. Kouwenhoven) and CSIC Madrid (R. Aguado) achieved the first single-shot parity readout of the Majorana bound states at the ends of a “minimal Kitaev chain” built from two coupled semiconductor quantum dots—reading the even/odd parity in one measurement rather than by averaging. Majorana quasiparticles are their own antiparticles, and because the encoded information is spatially nonlocal, they could enable disturbance-resistant topological qubits. Demonstrating fast, non-destructive readout of information stored in Majorana states is a key milestone toward topological quantum computation.

Source / 出典： Majorana qubits decoded in quantum computing breakthrough | ScienceDaily（材料提供：Spanish National Research Council, CSIC）（2026年2月16日）

Journal article / 論文： N. van Loo et al., “Single-shot parity readout of a minimal Kitaev chain,” Nature 650, 334 (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09927-7

Related keywords: Majorana, マヨラナ粒子, Majorana bound state, マヨラナ束縛状態, minimal Kitaev chain, 最小キタエフ鎖, single-shot parity readout, 単一ショット・パリティ読み出し, topological qubit, トポロジカル量子ビット, QuTech, Delft, デルフト工科大, CSIC, Kouwenhoven, Aguado, quantum dot, 量子ドット, topological quantum computing, トポロジカル量子計算, Nature

米コロンビア大学のK. デ（Kishalay De）らは、アンドロメダ銀河（M31）にある大質量星（M31-2014-DS1）が2014年ごろから約3年かけて赤外線で増光し、その後急激に暗くなって塵の殻を残して消失した現象を、NASAのNEOWISE（近地球天体広視野赤外線探査衛星）などの赤外線観測データから見いだした。解析の結果、この星は超新星爆発を起こさずに崩壊し、そのままブラックホールになった「直接崩壊（direct collapse／failed supernova）」の有力な観測的証拠と結論づけた。大質量星がブラックホールになる主要経路として長く予想されながら、決定的な観測例に乏しかった現象である。Science掲載。

Kishalay De and colleagues at Columbia University identified a massive star (M31-2014-DS1) in the Andromeda galaxy (M31) that brightened in the infrared over ~3 years from around 2014, then abruptly faded and disappeared, leaving a shell of dust — using long-term infrared data from NASA's NEOWISE mission. They conclude it is strong evidence that the star collapsed directly into a black hole without a supernova explosion (a "direct collapse" or "failed supernova"), long anticipated as a common channel for black-hole formation but rarely observed convincingly. Published in Science.

Source / 出典： Astronomers trace a star's three-year infrared glow to black hole birth | Phys.org（2026年2月14日）

Journal article / 論文： K. De, "Disappearance of a massive star in the Andromeda Galaxy due to formation of a black hole," Science 391, 689–693 (2026). DOI: 10.1126/science.adt4853

Related keywords: direct collapse, 直接崩壊, failed supernova, 超新星に至らない崩壊, black hole formation, ブラックホール形成, Andromeda galaxy, アンドロメダ銀河, M31, massive star, 大質量星, infrared, 赤外線, Kishalay De, Columbia University, コロンビア大, Science, 天体物理

九州大学大学院理学研究院の菅野優美准教授、神戸大学大学院理学研究科の早田次郎教授、九州大学大学院理学府の谷口彰氏らの研究グループは、連星ブラックホールから放射される重力波を量子力学的に記述することに世界で初めて成功した（理論研究）。連星系が生成する重力の素粒子「グラビトン（graviton／重力子）」の量子状態を定量的に評価した結果、重力波は最低次では古典的な重力波に最も近い「コヒーレント状態」でよく記述される一方、次のオーダーの効果としてグラビトンのスクイーズド状態が生成され、GW150914の場合そのズレ（スクイージングパラメータ）は10⁻⁴のオーダーと見積もられた。

Researchers at Kyushu University (Assoc. Prof. Sugumi Kanno and graduate student Akira Taniguchi) and Kobe University (Prof. Jiro Soda) achieved the first quantum-mechanical description of gravitational waves from binary black holes — a theoretical result. Evaluating the quantum state of the gravitons generated by the binary, they showed that the coherent-state description reproduces classical gravitational waves at leading order, while next-order effects generate squeezed states of gravitons; for GW150914 the squeezing parameter is estimated at ~10⁻⁴. This is not an observational detection of gravitons, but it theoretically identifies a tiny quantum component hidden in the waves — an important first step toward future tests of the graviton and quantum gravity.

なお、本成果は観測によるグラビトンの検出や証拠の発見ではなく、重力波に潜むわずかな量子性を理論的に示したものである。かつてアインシュタインが「光量子仮説」で光の粒子性を提唱し、のちの光子の存在確認が物理学を大きく前進させたように、本研究は未発見の重力子グラビトンの検証や量子重力理論の発展に向けた重要な第一歩と位置づけられる。

Source / 出典： 連星ブラックホールからの重力波に潜む量子性 | 研究成果 | 九州大学（KYUSHU UNIVERSITY）（2026年2月13日）

Journal article / 論文： S. Kanno, J. Soda & A. Taniguchi, "Coherent State Description of Gravitational Waves from Binary Black Holes," Phys. Rev. Lett. 136, 061404 (2026). DOI: 10.1103/kv1t-j27m（arXiv:2508.17947）

Related keywords: Graviton, 重力子, グラビトン, gravitational quantum, quantum gravity, 量子重力, Kyushu University, 九州大学, Kobe University, 神戸大学, binary black hole, 連星ブラックホール, gravitational wave quantum signature, 重力波量子性, coherent state, コヒーレント状態

上智大学理工学部の酒井志朗准教授・今田正俊客員教授、物質・材料研究機構（NIMS）の山地洋平グループリーダー、京都大学理学部の幸坂祐生教授、理研創発物性科学研究センターの花栗哲郎チームディレクターらの共同研究グループは、代表的な銅酸化物高温超伝導体Bi₂Sr₂CaCu₂O₈₊δ（Bi2212）について、互いに相補的な情報を与える複数の実験データ（角度分解光電子分光ARPESや走査トンネル分光など）を同時に解析することで、全エネルギー・全運動量領域にわたる電子状態を初めて解明した。さらに、電子が複数の自由度へと「分裂（フラクショナリゼーション）」している現象の証拠を捉えた。電子の分裂は、なぜ銅酸化物が高い臨界温度で超伝導を示すのかという長年の謎の核心に関わる現象であり、高温超伝導の発現機構の理解に向けた重要な手がかりとなる。

A collaboration of Sophia University (S. Sakai, M. Imada), NIMS (Y. Yamaji), Kyoto University (Y. Kohsaka) and RIKEN (T. Hanaguri) reconstructed, for the first time, the full energy- and momentum-resolved electronic structure of the cuprate high-Tc superconductor Bi2212 by jointly analysing complementary datasets (such as ARPES and scanning tunnelling spectroscopy). The analysis revealed evidence that the electrons are "fractionalized" into multiple degrees of freedom — a phenomenon at the heart of the decades-old puzzle of high-temperature superconductivity, offering an important clue to its mechanism.

Source / 出典： 銅酸化物高温超伝導体の電子状態の全容解明と電子の分裂現象の証拠を発見 | 理化学研究所 ／ 上智大学（2026年2月12日）

Journal article / 論文： Physical Review 誌（米国物理学会, APS）に掲載。DOI: 10.1103/mww7-32gn

Related keywords: high-temperature superconductor, 高温超伝導, cuprate, 銅酸化物, Bi2212, Bi2Sr2CaCu2O8, electron fractionalization, 電子分裂, フラクショナリゼーション, 凝縮系物理, condensed matter, ARPES, 角度分解光電子分光, 上智大学, 京都大学, NIMS, RIKEN

欧州宇宙機関（ESA）の系外惑星特性評価衛星「CHEOPS（ケオプス）」による観測から、赤色矮星LHS 1903を周回する4惑星系で、最も内側と最も外側の惑星が岩石質である一方、中間の2惑星が膨らんだ（厚い）大気を持つという珍しい配置が明らかになった。標準的な惑星形成では内側ほど岩石的になると考えられてきたが、この配置は、惑星が原始惑星系円盤の内側から外側へ向かって順に形成される「インサイドアウト（inside-out／内側から外側へ）型」で、かつガスが枯渇した環境下で進む惑星形成モデルを支持する直接的な証拠とされる。T. G. Wilsonらによる成果で、Science誌に掲載された。

Using ESA's CHEOPS exoplanet characterisation telescope, T. G. Wilson and colleagues described an unusual configuration in the four-planet system around the red dwarf LHS 1903: the innermost and outermost planets are rocky, while the two middle planets have extended (puffy) atmospheres. The arrangement supports an "inside-out," gas-depleted planet-formation scenario in which planets form sequentially from the inner to the outer disk — published in Science.

Source / 出典： Cheops discovers late bloomer from another era | ESA（2026年2月12日）

Journal article / 論文： T. G. Wilson et al., "Gas-depleted planet formation occurred in the four-planet system around the red dwarf LHS 1903," Science (2026). DOI: 10.1126/science.adl2348（arXiv:2602.11271）

Related keywords: exoplanet, 系外惑星, CHEOPS, ケオプス, ESA, LHS 1903, inside-out planet formation, インサイドアウト惑星形成, gas-depleted, red dwarf, 赤色矮星, planetary system, 惑星系, planet formation, 惑星形成, 天体物理学, astrophysics

量子計算企業Iceberg Quantumの研究者らは、量子低密度パリティ検査（quantum LDPC；qLDPC）符号に基づく誤り耐性量子計算の設計「Pinnacle Architecture」を発表した。標準的なハードウェア仮定の下で、2048ビットのRSA暗号整数（RSA-2048）を10万個未満の物理量子ビットで素因数分解できると見積もり、従来の推定（数百万量子ビット級）から約1桁規模のコスト削減を示した。これは、Shorのアルゴリズムによる暗号解読に必要な量子コンピュータの規模予測を大きく更新するもので、現行の公開鍵暗号からポスト量子暗号（耐量子計算機暗号）への移行の緊急性を改めて示す成果として注目された。なお本成果は査読前のarXivプレプリントであり、今後の検証が待たれる。

Researchers at Iceberg Quantum proposed the "Pinnacle Architecture," a fault-tolerant quantum-computing design based on quantum low-density parity-check (qLDPC) codes. Under standard hardware assumptions, they estimate that a 2048-bit RSA integer could be factored with fewer than 100,000 physical qubits — about an order-of-magnitude reduction from earlier million-qubit estimates. The work sharply revises projections of the quantum resources needed to break RSA via Shor's algorithm, underscoring the urgency of migrating to post-quantum cryptography. (This is a non-peer-reviewed arXiv preprint.)

Source / 出典： "The Pinnacle Architecture: Reducing the cost of breaking RSA-2048 to 100,000 physical qubits using quantum LDPC codes," arXiv:2602.11457（2026年2月12日）

Preprint / プレプリント： arXiv:2602.11457（査読前プレプリント）

Related keywords: quantum computing, 量子計算, qLDPC, quantum LDPC codes, 量子低密度パリティ検査符号, fault tolerance, 誤り耐性, RSA-2048, Shor's algorithm, ショアのアルゴリズム, 暗号解読, post-quantum cryptography, ポスト量子暗号, 耐量子計算機暗号, Iceberg Quantum

マックス・プランク量子光学研究所（MPQ、独ガルヒング）のローター・マイゼンバッハー（L. Maisenbacher）、ランドルフ・ポール（R. Pohl、マインツ大）、テオドール・ヘンシュ（T. W. Hänsch）、トーマス・ウーデム（Th. Udem）らの研究グループは、極低温の原子水素ビームをレーザー分光し、水素原子の2S–6P遷移周波数をν = 730,690,248,610.79(48) kHz という高精度で測定した。これにより陽子の電荷半径を r_p = 0.8406(15) fm と決定。従来の原子水素による測定より2.5倍以上高精度で、ミューオン水素から得られた値とも見事に一致し、長年の「陽子半径問題（proton radius puzzle）」を改めて収束させる結果となった。さらに、束縛状態の量子電磁力学（QED）を含む標準模型の予言と 0.7兆分の1（ppt）の精度で一致し、これは標準模型の最も精密な検証の一つとなった。keV領域の未知ボソンなど新物理への制約にも利用できる。Nature掲載。

A group at the Max Planck Institute of Quantum Optics (MPQ, Garching) — L. Maisenbacher, R. Pohl (Mainz), T. W. Hänsch and Th. Udem — measured the 2S–6P transition in a cryogenic beam of atomic hydrogen by laser spectroscopy, obtaining ν = 730,690,248,610.79(48) kHz and a proton charge radius r_p = 0.8406(15) fm. The value is at least 2.5× more precise than other atomic-hydrogen determinations and agrees with the muonic-hydrogen value, reinforcing the resolution of the long-standing “proton radius puzzle.” The result matches the Standard Model prediction to 0.7 parts per trillion — one of the most stringent tests of the SM (and of bound-state QED) to date — and can constrain new physics such as weakly interacting bosons in the keV range.

Source / 出典： Sub-part-per-trillion test of the Standard Model with atomic hydrogen | Nature（2026年2月11日）

Journal article / 論文： L. Maisenbacher et al., “Sub-part-per-trillion test of the Standard Model with atomic hydrogen,” Nature 650, 845 (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10124-3

Related keywords: proton radius, 陽子半径, proton radius puzzle, 陽子半径問題, hydrogen spectroscopy, 水素分光, 2S-6P transition, quantum electrodynamics, 量子電磁力学, QED, Standard Model, 標準模型, precision measurement, 精密測定, muonic hydrogen, ミューオン水素, Max Planck Institute of Quantum Optics, MPQ, Hänsch, Udem, Nature

ハーバード大学のジョン・M・ドイル教授ら（筆頭著者 ペイジ・ロビショー）は、光ピンセット（光トラップ）に捕捉した3原子分子CaOH（水酸化カルシウム）を「ℓ型パリティ二重項」状態に準備し、量子ビットとしてのコヒーレンス時間 T₂*＝0.8(2)秒を実現した。これは曲げ振動モードの寿命0.36秒を上回る世界最長級の値で、分子に量子情報を蓄えるうえで重要な節目となる。多原子分子は内部構造が豊かで、量子情報処理・量子シミュレーション・標準模型を超える物理の精密探索に有望とされてきた。研究チームは分子分光で周囲の電場を打ち消して差動シュタルクシフトを抑制し、コヒーレンス時間を制限する要因（パリティ依存のトラップシフト）も明らかにした。Nature掲載。

A Harvard team (J. M. Doyle; first author Paige Robichaud) optically trapped the triatomic molecule CaOH (calcium monohydroxide), prepared it in ℓ-type parity-doublet states, and achieved a bare qubit coherence time of T₂* = 0.8(2) s—longer than the 0.36 s lifetime of the bending mode and a milestone for storing quantum information in polyatomic molecules. Polyatomic molecules, with their rich internal structure, are promising for quantum information processing, quantum simulation and precision searches for physics beyond the Standard Model. The team suppressed differential Stark shifts by canceling ambient electric fields via molecular spectroscopy and characterized the parity-dependent trap shifts that limit coherence. Published in Nature.

Source / 出典： Parity-doublet coherence times in optically trapped polyatomic molecules | Nature（2026年2月11日）

Journal article / 論文： P. Robichaud, C. Hallas, J. Tao et al., “Parity-doublet coherence times in optically trapped polyatomic molecules,” Nature 651, 43–47 (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10133-2

Related keywords: polyatomic molecule, 多原子分子, molecular qubit, 分子量子ビット, CaOH, parity-doublet, パリティ二重項, coherence time, コヒーレンス時間, optical tweezer, 光ピンセット, ultracold molecules, 超低温分子, quantum information, 量子情報, beyond Standard Model, 標準模型を超える物理, Doyle, Harvard, ハーバード大, Nature

スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）のJ. ヒューゴ・ディル教授らの研究グループは、物質中で電子が量子状態を変える「量子遷移」に要する時間（アト秒＝100京分の1秒のスケール）が、結晶構造の対称性によって大きく変わることを発見した。外部の「時計」で極端に短い時間を測ろうとすると、測定そのものが量子過程を乱してしまう。研究チームは、蓄積された位相と時間の関係を利用する「量子干渉」の手法を用いてこの問題を回避し、遷移時間を内部的に決定した。その結果、三次元的な構造をもつ銅では約26アト秒だった遷移が、層状のTiSe₂やTiTe₂では140〜175アト秒へと延び、原子配列が単純（より低次元的）なほど量子遷移が長引くという一貫した傾向が明らかになった。「時間」そのものを量子力学の枠組みの中でどう扱うかという基礎的な問いに迫る成果。

A group at EPFL (J. H. Dil) found that the time required for a quantum transition in a solid—on the attosecond scale—depends strongly on the crystal’s symmetry. Because an external clock disturbs such ultrafast quantum processes, the team instead used quantum interference, inferring the timescale from the relationship between accumulated phase and time. In three-dimensional copper the transition took about 26 attoseconds, whereas in the layered materials TiSe₂ and TiTe₂ it slowed to 140–175 attoseconds: the simpler and more low-dimensional the atomic structure, the longer the transition. The work bears on the foundational question of how time itself enters quantum mechanics.

Source / 出典： Physicists discover what controls the speed of quantum time | ScienceDaily（材料提供：École Polytechnique Fédérale de Lausanne）（2026年2月9日）

Journal article / 論文： F. Guo et al., “Dependence of quantum timescales on symmetry,” Newton 100374 (2026). DOI: 10.1016/j.newton.2025.100374

Related keywords: quantum transition, 量子遷移, attosecond, アト秒, quantum timescale, 量子時間スケール, symmetry, 対称性, quantum interference, 量子干渉, TiSe2, TiTe2, copper, 銅, EPFL, スイス連邦工科大ローザンヌ校, foundations of quantum mechanics, 量子力学基礎, Newton

ハイデルベルク大学のリヒャルト・シュミット教授、博士課程のオイゲン・ディーツァーらの研究グループは、多数の粒子（フェルミ粒子の海）に囲まれた1個の「不純物」がどう振る舞うかをめぐる長年の論争に、新たな描像を与えた。不純物が周囲の粒子を引き連れて動く合成的な準粒子「フェルミ・ポーラロン」は、超低温原子気体から固体、原子核物質まで幅広い強相関系を理解するための中心概念だが、とりわけ「重い不純物」を理論的に記述することは難しかった。研究チームは「質量ギャップ（mass gap）」という考え方を導入し、重い不純物の物理を統一的かつ厳密に記述することに成功した。本成果は、超低温原子気体・二次元物質・新奇半導体を用いた進行中の実験に直接関係する理論的進展である。

A group at Heidelberg University (R. Schmidt; doctoral candidate E. Dizer) offered a new picture in a long-standing debate over how a single impurity behaves when surrounded by a sea of fermions. The “Fermi polaron”—a composite quasiparticle formed as the impurity drags nearby particles along—is central to understanding strongly interacting systems from ultracold gases to solids and nuclear matter, but the heavy-impurity limit had resisted a clean description. By introducing a “mass-gap” description, the team captured heavy-impurity physics in a unified, rigorous way, with direct relevance to ongoing experiments in ultracold atomic gases, two-dimensional materials and novel semiconductors.

Source / 出典： Physicists solve a quantum mystery that stumped scientists for decades | ScienceDaily（材料提供：Heidelberg University）（2026年2月8日）

Journal article / 論文： X. Chen, E. Dizer, E. Ramos Rodríguez & R. Schmidt, “Mass-Gap Description of Heavy Impurities in Fermi Gases,” Phys. Rev. Lett. 135, 193401 (2025). DOI: 10.1103/h2f7-dhjh

Related keywords: Fermi polaron, フェルミポーラロン, quantum impurity, 量子不純物, mass gap, 質量ギャップ, quasiparticle, 準粒子, Fermi gas, フェルミ気体, quantum many-body, 量子多体, ultracold atoms, 超低温原子, Heidelberg University, ハイデルベルク大, Physical Review Letters

アルゼンチン・ラプラタ天体物理研究所、ICRANet（国際相対論的天体物理ネットワーク）、ケルン大学などの国際研究グループは、天の川銀河の中心にある超大質量天体「いて座A*（Sgr A*）」が、必ずしもブラックホールではなく、フェルミオン（フェルミ統計に従う粒子）でできた高密度の暗黒物質の塊である可能性を示した。研究チームは、銀河中心を高速で公転する「S星」やガス雲「G天体」の軌道運動を、フェルミオン暗黒物質が自己重力でつくる天体モデルによって定量的に再現できることを示した。確立された「中心は超大質量ブラックホール」という描像に対する代替案を提示する成果で、今後さまざまな観測データとの比較による検証が求められる。Monthly Notices of the Royal Astronomical Society掲載。

An international team (Institute of Astrophysics La Plata, Argentina; ICRANet; University of Cologne, and others) argued that the supermassive object at the center of the Milky Way, Sagittarius A* (Sgr A*), need not be a black hole but could instead be a dense core of fermionic dark matter. The team quantitatively reproduced the orbital motion of the fast-moving “S-stars” and “G-sources” near the galactic center using a self-gravitating fermionic dark-matter model. The result offers an alternative to the standard black-hole picture and will need to be tested against a broad range of observations.

Source / 出典： Dark matter could be masquerading as a black hole at the Milky Way’s core | ScienceDaily（材料提供：Royal Astronomical Society）（2026年2月7日）

Journal article / 論文： V. Crespi, C. R. Argüelles, E. A. Becerra-Vergara, M. F. Mestre, F. Peißker, J. A. Rueda & R. Ruffini, “The dynamics of S-stars and G-sources orbiting a supermassive compact object made of fermionic dark matter,” Mon. Not. R. Astron. Soc. 546, 1 (2026). DOI: 10.1093/mnras/staf1854

Related keywords: dark matter, 暗黒物質, fermionic dark matter, フェルミオン暗黒物質, Sagittarius A*, いて座A*, Sgr A*, supermassive black hole, 超大質量ブラックホール, galactic center, 銀河中心, S-stars, S星, G-sources, MNRAS, Royal Astronomical Society, 王立天文学会, ICRANet, cosmology, 宇宙論

米エネルギー省ブルックヘブン国立研究所（BNL）の屠卓丹明（Zhoudunming "Kong" Tu）氏を共同研究代表とするSTARコラボレーションは、相対論的重イオン衝突型加速器（RHIC）の陽子・陽子衝突データを解析し、生成されたΛ（ラムダ）ハイペロンと反Λが近接して現れるとき、両者のスピンに相関があることを発見した。量子真空（何もない空間）は、実際には常にスピンの揃った仮想的なクォーク・反クォーク対を生成・消滅させている。RHICの高エネルギー衝突では、その一部が実在の粒子へと転化する。Λは崩壊時に放出する陽子（反Λは反陽子）の方向からスピンの向きを再構成でき、かつストレンジクォークを含むため真空由来かどうかを追跡しやすい。解析（筆頭 Jan Vanek、ニューハンプシャー大）の結果、近接するΛ–反Λ対の相対偏極は(18±4)%で、これはスピンが完全に揃った仮想ストレンジクォーク対（相関100%）を受け継いだ兆候と解釈される。QCDによるクォークの閉じ込め機構と、身の回りの物質の質量の起源に、新しい観測手段を与える成果。Nature掲載。

The STAR Collaboration at Brookhaven National Laboratory (co-led by Zhoudunming "Kong" Tu), analyzing proton–proton collisions at RHIC, found that Λ and anti-Λ hyperons produced close together have correlated spins. The quantum vacuum continually creates and annihilates spin-aligned virtual quark–antiquark pairs, and RHIC's energetic collisions turn some of them into real particles. A lambda's spin can be reconstructed from the emitted proton (antiproton for anti-Λ), and its strange quark helps trace a vacuum origin. The analysis (led by Jan Vanek, Univ. of New Hampshire) found a relative polarization of (18 ± 4)% for nearby Λ–Λ̄ pairs — interpreted as inherited from fully spin-correlated virtual strange quark–antiquark pairs in the QCD vacuum. The result offers a new probe of quark confinement and the origin of visible matter's mass. Published in Nature.

Source / 出典： Scientists Capture a Glimpse into the Quantum Vacuum | Brookhaven National Laboratory（2026年2月4日）

Journal article / 論文： STAR Collaboration, "Measuring spin correlation between quarks during QCD confinement," Nature 650, 65–71 (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09920-0

Related keywords: STAR, RHIC, Brookhaven, ブルックヘブン国立研究所, QCD vacuum, QCD真空, quark confinement, クォークの閉じ込め, Lambda hyperon, ラムダハイペロン, spin correlation, スピン相関, entanglement, 量子もつれ, strange quark, ストレンジクォーク, Zhoudunming Tu, 屠卓丹明, Jan Vanek, Nature, 素粒子物理, 原子核物理

米カリフォルニア工科大学（Caltech）のS. ナジ＝ペルゲ（Stevan Nadj-Perge）教授のグループ（筆頭 H. キム）は、独ハンブルク大、米プリンストン大、独ゲーテ大フランクフルト、独ヴュルツブルク大、米UCサンタバーバラ、物質・材料研究機構（NIMS、渡邊賢司・谷口尚）らとの国際共同研究で、非従来型超伝導を示す「魔法角ねじれ三層グラフェン（MATTG）」を走査トンネル顕微鏡・分光（STM/STS）で調べ、フェルミ準位に固定された二つのギャップを分離して観測した。外側のギャップは高温・高磁場でも残る「擬ギャップ」に対応し、内側のギャップは超伝導と連動してより壊れやすい。動的な電子相関・谷間コヒーレンス・超伝導が織りなす相関相の形成過程を微視的に追跡することで、非従来型超伝導が高温の相関正常状態から立ち上がる仕組みに直接の手がかりを与えた。Nature掲載。

A team led by Stevan Nadj-Perge at Caltech (first author H. Kim), with international collaborators (Univ. Hamburg, Princeton, Goethe Univ. Frankfurt, Univ. Würzburg, UC Santa Barbara, and NIMS Japan — K. Watanabe & T. Taniguchi), used scanning tunneling microscopy/spectroscopy on magic-angle twisted trilayer graphene (MATTG) to resolve two gaps pinned at the Fermi level. The outer gap (a pseudogap) survives high temperatures and magnetic fields, while the newly revealed inner gap is more fragile and tracks superconductivity. Mapping how dynamic correlations, intervalley coherence and superconductivity build up the correlated phases gives a direct microscopic link between the correlated normal state and unconventional superconductivity. Published in Nature.

Source / 出典： How superconductivity arises: New insights from moiré materials | Phys.org / Nature（2026年2月5日）

Journal article / 論文： H. Kim et al., "Resolving intervalley gaps and many-body resonances in moiré superconductors," Nature 650, 592–598 (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-10067-1

Related keywords: moiré, モアレ, magic-angle twisted trilayer graphene, 魔法角ねじれ三層グラフェン, MATTG, unconventional superconductivity, 非従来型超伝導, pseudogap, 擬ギャップ, intervalley coherence, 谷間コヒーレンス, STM, 走査トンネル顕微鏡, Caltech, カリフォルニア工科大, Nadj-Perge, NIMS, 渡邊賢司, 谷口尚, Nature, 凝縮系物理

米国を中心とするパルサータイミングアレイ国際共同実験NANOGrav（北米ナノヘルツ重力波天文台）は、イェール大学のキアラ・ミンガレッリ氏（責任著者）らの主導で、超大質量ブラックホール連星（SMBHB）を宿す可能性のある114個の活動銀河核（AGN）を対象に、NANOGravの15年分のパルサー精密計測データを用いた初の「標的型」連続重力波探索を実施した。天球上の位置・距離・赤方偏移・重力波周波数といった電磁波観測に基づく事前情報を取り込むことで、重力波振幅とチャープ質量の上限値を全天探索に比べて中央値で約2.2倍改善。ベイズ統計解析では全標的で連続重力波信号は支持されなかった（平均ベイズ因子0.73±0.32）ものの、SDSS J1536+0441（愛称「ローハン」）とSDSS J0729+4008（同「ゴンドール」）の2天体はベイズ因子がわずかに1を上回り、コヒーレンス検定・ランダム標的実験・114標的分の試行回数補正の結果ノイズと整合すると結論された。両天体は、将来の有望候補を精査するための「一気通貫（end-to-end）」の標的型探索プロトコルの実例として提示され、2023年に発見された重力波背景のその先にある「個々のブラックホール連星の同定と宇宙地図作り」へのロードマップを示した。愛称は『指輪物語』の狼煙のエピソードに由来する。The Astrophysical Journal Letters掲載。

NANOGrav — the North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves — led by corresponding author Chiara M. F. Mingarelli (Yale University), carried out the first targeted continuous-gravitational-wave searches for supermassive black hole binaries in 114 active galactic nuclei, using the NANOGrav 15-year pulsar-timing data set. Incorporating electromagnetic priors (sky position, distance, redshift and frequency) improves strain and chirp-mass upper limits by a median factor of 2.2 over all-sky limits. Bayesian analysis disfavors a signal for all targets (mean Bayes factor 0.73 ± 0.32); two targets — SDSS J1536+0441 (“Rohan”) and SDSS J0729+4008 (“Gondor”, both nicknamed after the beacon-lighting of The Lord of the Rings) — sit slightly above unity but are shown to be consistent with noise by coherence tests, random-targeting experiments and a conservative trials-factor accounting. They serve as worked examples of an end-to-end detection protocol, laying out a roadmap from the gravitational-wave background discovered in 2023 toward identifying individual binaries and ultimately mapping merging supermassive black holes across the Universe. Published in The Astrophysical Journal Letters.

Source / 出典： ‘The beacons were lit!’ A system to detect and map merging black holes | Yale News（2026年2月5日）

Journal article / 論文： N. Agarwal et al. (NANOGrav Collaboration), "The NANOGrav 15 yr Data Set: Targeted Searches for Supermassive Black Hole Binaries," Astrophys. J. Lett. 998, L11 (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/ae3719

Related keywords: NANOGrav, pulsar timing array, パルサータイミングアレイ, nanohertz gravitational waves, ナノヘルツ重力波, continuous gravitational waves, 連続重力波, supermassive black hole binary, 超大質量ブラックホール連星, SMBHB, targeted search, 標的型探索, active galactic nuclei, 活動銀河核, quasar, クエーサー, Rohan, ローハン, Gondor, ゴンドール, Chiara Mingarelli, Yale, イェール大, gravitational wave background, 重力波背景, ApJL

米シカゴ大学プリツカー分子工学院（UChicago PME）のShuolong Yang助教と大学院生のHaoran Lin氏、ウェストバージニア大学のSubhasish Mandal助教らの研究チームは、量子コンピュータの有力素材として期待される「トポロジカル超伝導体」を、材料の化学組成のわずかな調整だけで狙って作り出せることを示した。分子線エピタキシー（MBE）で作製した厚さ10原子層の鉄テルル化セレン（Fe(Te,Se)）超薄膜について、テルル（Te）とセレン（Se）の比率を精密に変えると、電子どうしの相互作用の強さ（電子相関）が変化し、材料が異なる量子相の間を移り変わることを高分解能レーザーARPES（角度分解光電子分光）で観測。Te濃度が約70%を超えるとトポロジカルに非自明な表面状態が現れる一方、純粋なFeTeに近づくと、電子相関が強くなりすぎてdxy軌道由来のバンドがコヒーレンスを失い、トポロジカル表面状態が消失することを見いだした。電子相関を「ダイヤル」のように使ってトポロジカル超伝導をオン・オフできることを示し、しかも約13Kと比較的高い温度で動作するため、次世代の安定な量子デバイス設計への実用的な道筋を与える。

A team at the University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering (S. Yang, H. Lin) and West Virginia University (S. Mandal) showed that a topological superconductor — a prized material for fault-tolerant quantum devices — can be tuned into existence simply by adjusting a material's chemical recipe. Using high-resolution laser ARPES on 10-unit-cell-thick MBE-grown iron telluride selenide, Fe(Te,Se), films, they found that varying the tellurium-to-selenium ratio changes the strength of electron correlations, driving the film between distinct quantum phases. Above ~70% tellurium the film develops topologically non-trivial surface states, but near pure FeTe the correlations grow so strong that the dxy-orbital-derived bands lose coherence and the topological surface state disappears. Electron correlation thus acts as a control "dial" for topological superconductivity, realized at a relatively high ~13 K, offering a practical route toward stable next-generation quantum devices.

Source / 出典： Researchers tune a recipe for topological superconductors by choreographing electron interactions | UChicago PME（2026年2月5日）

Journal article / 論文： H. Lin, C. L. Jacobs, C. Yan et al., "A topological superconductor tuned by electronic correlations," Nature Communications 17, 1188 (2026). DOI: 10.1038/s41467-025-67957-1

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理化学研究所開拓研究所 坂井星・惑星形成研究室のヤン・ヤオルン研究員、ソウル大学のイ・ジョンウン教授、東京大学の相川祐理教授らの国際共同研究グループは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の中赤外線観測装置（MIRI）を用い、約1,400光年彼方のへびつかい座にある若い原始星EC53の周囲で、惑星の材料となるちり（ケイ酸塩ダスト）が、星と円盤の爆発的な増光（アクリーション・バースト）によって結晶化する瞬間を初めて直接捉えた。本来は構造の乱れた「非晶質（アモルファス）」のケイ酸塩が、約900K（約630℃）以上に加熱されて結晶質へ変化する様子を、静穏期とバースト期の比較から確認。バースト期にのみフォルステライト（苦土かんらん石）やエンスタタイト（頑火輝石）特有のスペクトルが出現し、さらにその結晶が「入れ子構造の円盤風（磁気流体力学MHD円盤風）」によって円盤の外側へ運ばれる仕組みも判明した。これは、極寒の領域で形成される彗星（すいせい）に高温起源の鉱物が含まれるという長年の謎を説明する重要な成果である。Nature掲載。

An international group led by RIKEN (Yao-Lun Yang), Seoul National University (Jeong-Eun Lee) and the University of Tokyo (Yuri Aikawa) used JWST/MIRI to directly capture, for the first time, the crystallization of planet-forming silicate dust around the young protostar EC53 (~1,400 light-years away in Ophiuchus) triggered by an accretion burst. Comparing quiescent and burst phases, crystalline-silicate signatures (forsterite, enstatite) appeared only during the burst, and the crystals are carried outward by a nested magnetohydrodynamic (MHD) disk wind. The finding helps explain the long-standing puzzle of why comets formed in the cold outer disk contain high-temperature crystalline minerals. Published in Nature.

Source / 出典： 原始星の爆発的増光による惑星材料の結晶化を初観測 | 理化学研究所（2026年2月4日）

Journal article / 論文： J.-E. Lee et al., "Accretion bursts crystallize silicates in a planet-forming disk," Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-09939-3

Related keywords: protostar, 原始星, EC53, JWST, James Webb Space Telescope, MIRI, accretion burst, アクリーション・バースト, silicate crystallization, ケイ酸塩結晶化, forsterite, フォルステライト, enstatite, エンスタタイト, protoplanetary disk, 原始惑星系円盤, MHD disk wind, comet, 彗星, 天体物理学, RIKEN, Seoul National University, 東京大学

マサチューセッツ大学アマースト校のマイケル・ベイカー（Michael J. Baker）助教、ホアキム・イグアス・フアン、エイダン・サイモンズ、アンドレア・タムらの研究グループは、KM3NeTが2023年に観測した約100 PeV（ペタ電子ボルト）級の超高エネルギーニュートリノ事象（KM3-230213A）と、IceCubeが捉えた1 PeV超のニュートリノ5個を、「原始ブラックホール（PBH）の蒸発・爆発」で統一的に説明できる理論モデルを提案した。単純なシュワルツシルト型PBHでは、KM3NeTとIceCubeの観測頻度やガンマ線背景との間に矛盾が生じる。研究チームは、新たな「ダーク U(1)」電荷を帯び、ほぼ極限（quasi-extremal）状態で長く留まるPBHの集団を考えると、1 PeVでのニュートリノ放出が100 PeVより抑制され、両観測と諸制約が1σで整合することを示した。さらに、このダーク電荷PBHが宇宙の暗黒物質のすべてを構成しうるという。確認されればホーキング放射の検証や暗黒物質の正体解明にもつながる可能性がある。Physical Review Letters掲載。

A team at the University of Massachusetts Amherst (Michael J. Baker, Joaquim Iguaz Juan, Aidan Symons, Andrea Thamm) proposed that the ∼100 PeV ultra-high-energy neutrino seen by KM3NeT in 2023 (KM3-230213A), together with the five >1 PeV neutrinos detected by IceCube, could all originate from evaporating/exploding primordial black holes (PBHs). For ordinary Schwarzschild PBHs this interpretation conflicts with the differing KM3NeT/IceCube rates and gamma-ray constraints. The authors show that a population of PBHs carrying a new “dark U(1)” charge and spending most of their time in a quasi-extremal state suppresses 1 PeV emission relative to 100 PeV, making the observations and constraints consistent at 1σ — and such dark-charged PBHs could constitute all of the dark matter. If confirmed, such explosions could test Hawking radiation and illuminate the nature of dark matter.

Source / 出典： Did We Just See a Black Hole Explode? Physicists at UMass Amherst Think So | UMass Amherst（2026年2月3日）

Journal article / 論文： M. J. Baker, J. Iguaz Juan, A. Symons & A. Thamm, “Explaining the PeV Neutrino Fluxes at KM3NeT and IceCube with Quasiextremal Primordial Black Holes,” Phys. Rev. Lett. 136, 061002 (2026). DOI: 10.1103/r793-p7ct

Related keywords: primordial black hole, 原始ブラックホール, PBH, KM3NeT, KM3-230213A, IceCube, ultra-high-energy neutrino, 超高エネルギーニュートリノ, dark matter, 暗黒物質, Hawking radiation, ホーキング放射, dark charge, quasi-extremal, 極限ブラックホール, astroparticle physics, 宇宙素粒子, UMass Amherst, Michael Baker, PRL

スタンフォード大学のジョナサン・サイモン教授らの研究チーム（共同筆頭著者：アダム・ショー氏、アンナ・ソーパー氏、ダニアル・シャドマニー氏）は、中性原子アレイ型量子コンピュータの読み出しを一挙に並列化する新装置「共振器アレイ顕微鏡（cavity-array microscope）」を開発した。共振器内部にマイクロレンズアレイを組み込んだ全長約34 cmのマクロな光共振器により、自由空間中の2次元アレイ上に40個超の独立な共振器モードを形成し、その一つひとつを個別の単一原子に強く結合させることに世界で初めて成功。従来の実験では原子アレイ全体を1つの共振器モードに結合させる構成しかできず、個別アドレス性・並列性・拡張性が根本的に制約されていた。本方式は、光ピンセット配列と両立するミクロンスケールのモード径・間隔を保ちながら1を超えるピーク協働係数（cooperativity）を達成し、全量子ビットが放つ単一光子を同時・高速・非破壊に取り出すことを可能にする。500個超の共振器を備えたより大規模な試作機も実証済みで、100万量子ビット級の量子コンピュータや大規模量子ネットワークの実現に加え、単一光子レベルの光制御を活かした生体センシングや、量子ネットワーク望遠鏡による系外惑星の直接観測などへの波及も期待される。Nature掲載。

A Stanford University team led by Jonathan Simon (with co-first authors Adam L. Shaw, Anna Soper and Danial Shadmany) built a “cavity-array microscope”: a ~34-cm macroscopic optical resonator with intra-cavity microlens arrays that creates a two-dimensional array of more than 40 cavity modes, each strongly coupled to its own single atom in free space — a first. Previous experiments could only couple an entire atom array to one global cavity mode, fundamentally limiting addressability, parallelism and scalability. The new platform achieves above-unity peak cooperativity with micron-scale mode waists and spacings compatible with optical-tweezer arrays, enabling fast, parallel and non-destructive collection of single photons from every qubit at once. A larger prototype containing more than 500 cavities has also been demonstrated, pointing toward million-qubit quantum computers and large-scale quantum networks — with spin-offs in biosensing and even quantum-network telescopes for imaging distant planets. Published in Nature.

Source / 出典： A tiny light trap could unlock million qubit quantum computers | ScienceDaily（スタンフォード大学発表）（2026年2月2日）

Journal article / 論文： A. L. Shaw, A. Soper, D. Shadmany et al., "A cavity-array microscope for parallel single-atom interfacing," Nature 650, 320–326 (2026). DOI: 10.1038/s41586-025-10035-9

Related keywords: cavity-array microscope, 共振器アレイ顕微鏡, cavity QED, 共振器量子電磁力学, neutral atom array, 中性原子アレイ, optical tweezer, 光ピンセット, qubit readout, 量子ビット読み出し, single photon, 単一光子, cooperativity, 協働係数, microlens array, マイクロレンズアレイ, quantum network, 量子ネットワーク, million qubits, 100万量子ビット, Stanford, スタンフォード大, Jonathan Simon, Adam Shaw, Nature