セミナー

研究室セミナーについて

藤本研究室では、最新の研究成果の共有と議論のため、定期的にセミナーを開催しています。学内外の研究者による講演、研究室メンバーの研究発表、論文紹介などを通じて、強相関電子系物理学の最前線に触れる機会を提供しています。

開催日時毎週月曜日 14:00〜

場所基礎工学研究科 D棟セミナー室

対象研究室メンバー、関心のある学生・研究者

2026年度のセミナー

7月

月

超伝導高周波空洞の理論と量子センシングへの応用

講演者植木輝　(京都大学　凝縮系理論グループ)

時間 7月6日（月）13:30-

概要

高いQ値を持つ超伝導高周波空洞は、もともと粒子加速器のために開発されたものであるが、近年、量子電磁気学的効果、暗黒物質、重力波などの稀な現象を検出するためのプラットフォームとしても期待されている。私たちは、不純物効果を含む非平衡超伝導理論を構築し、空洞モード展開と組み合わせることで、超伝導高周波空洞のQ値および共振周波数シフトを計算した。この理論は、GHz帯の空洞において、わずか 0.001Tc 程度の温度変化に対して 10 Hz 程度の周波数シフトが生じるという、Fermilabの実験結果を定量的に再現する [1,2]。さらに私たちは、アクシオン探索および非線形QED検証に関連する超伝導高周波空洞中の非線形効果を調べた。非線形周波数シフトや最適化された空洞構成を考慮することで、超高Q空洞において非線形マイスナー効果およびリーケージバックグラウンドを十分に抑制でき、アクシオンおよび仮想電子・陽電子対を媒介とする光子・光子散乱の検出が可能になることを示した [3]。加えて、暗黒光子およびアクシオン探索に向けた二つの超伝導高周波空洞を用いる light-shining-through-wall 実験を検討し、空洞間距離を短くすることで感度が向上することを示した。 [1] H. Ueki, M. Zarea, and J. A. Sauls, Prog. Theor. Exp. Phys. 2025, 053I02 (2025). [2] M. Zarea, H. Ueki, and J. A. Sauls, Front. Phys. 11, 1269872 (2023). [3] H. Ueki and J. A. Sauls, Prog. Theor. Exp. Phys. 2024, 123I01 (2024).

6月

月

超伝導量子プロセッサを用いた非エルミート量子多体系の非平衡ダイナミクス

講演者高橋　雅大　(理学研究科・計算科学研究センター・量子系物質科学研究チーム)

時間 6月22日（月）13:30-

概要

本研究では、非エルミート多体系における非平衡ダイナミクスを、超伝導量子計算機上で実験的に実現した。虚数縦磁場をもつ横磁場イジング模型（Yang–Lee模型）を例に取り、量子クエンチ後の時間発展を通じて、有限系におけるパリティ・時間反転（PT）対称性の破れに伴う動的性質を調べた。時間発展演算子は、二次のトロッター分解により量子回路として実装した。非ユニタリ項は、補助量子ビットを用いたユニタリ拡張と測定後のポストセレクションにより有効的に実現した [1, 2]。ポストセレクション成功確率は時間発展後の状態ノルムに対応し、非エルミート性を反映する物理量として解釈される。実験はIBM社の超伝導量子プロセッサ（Heron r3）を用い、最大7スピン開放鎖系に対して行った。また、複数の誤差抑制・緩和手法を併用した [3]。バルク磁化およびスピン相関関数の時間発展を測定した結果、非エルミート系に特有のダイナミクスとして、PT対称性の有無に支配された振る舞いが観測された。PT-unbroken相では長時間にわたり振動モードが維持される一方、PT-broken相では観測量が減衰し、スペクトル強度は低周波領域に集中した。加えて、スピン相関の伝播解析から、Lieb–Robinson boundを超えるsupersonic modeが確認された [4]。本研究 [5] は、超伝導量子プロセッサが非エルミート量子多体系の非平衡ダイナミクスを探究するための有効な実験基盤となり得ることを示している。 [1] S.-H. Lin, R. Dilip, A. G. Green, A. Smith & F. Pollmann, Phys. Rev. X Quantum 2, 010342 (2021). [2] R. Shen, T. Chen, B. Yang, & C. H. Lee, Nat. Commun. 16, 1340 (2025). [3] L. Viola & S. Lloyd, Phys. Rev. A 58, 2733 (1998); J. Wallman & J. Emerson, Phys. Rev. A 94, 052325 (2016); P. D. Nation, H. Kang, N. Sundaresan, & J. M. Gambetta, Phys. Rev. X Quantum 2, 040326 (2021). [4] Y. Ashida & M. Ueda, Phys. Rev. Lett. 120, 185301 (2018). [5] M. O. Takahashi, Z. Wang, A. Bhardwaj, & S. Yunoki, in preparation.

5月

火

Quantum geometry on material properties

講演者 Chang-geun Oh（東京大学物理工学科村上研究室）

時間 5月12日（火）13:30-

概要

Quantum geometry, which describes the geometric structure of Bloch wave functions in momentum space, has emerged as a key research topic in condensed matter physics. While the Berry curvature has been extensively studied for its role in determining topological properties, the influence of the quantum metric or quantum distance on material properties has only recently gained significant attention. This presentation explores the impact of quantum geometry on various material properties, focusing on the following aspects:1. Mass-Invariant universal optical conductivity: In isotropic quadratic band touching semimetals, the optical conductivity is universally given by a geometric quantity independent of the detailed band structure.　2. Bulk-interface correspondence in singular flat band systems: Bulk-edge correspondence is a fundamental concept in topological physics. While previous studies have focused on the topological properties of wave functions in relation to boundary modes, we demonstrate that another geometric quantity—the quantum distance—can also establish a bulk-interface correspondence in singular flat band systems.　3. Third harmonic generation of Higgs mode in superconductor: Collective modes in superconductors, such as the Higgs mode, offer deep insights into the nature of condensates. Third-harmonic generation is a primary tool for probing the Higgs mode, but its signal competes with that of quasiparticle excitations depending on impurity scattering rates.　In particular, in the clean regime the standard BCS theory generally predicts the dominance of quasiparticle contributions. Here, we propose and demonstrate that the quantum geometry of electronic bands can be a key mechanism governing this competition.

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Email: seminar@mp.es.osaka-u.ac.jp

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