物理學科, 理學部

量子物理学の新地平――W状態の量子測定・量子スピン液体の創発光子・  ベル不等式の再定義・量子ネットワークの夜明け――

神田隼大研究機構(KHF)· 理学部物理学科紀要 KHF-PHYS-2026-002 · 神衛7年(令和8年)3月21日 本報告は未査読のプレプリントです。外部査読を経ていないため、今後の審査により内容・結論が変更される可能性があります。 理学部 · 物理学科 · 量子光学情報研究室 / 凝縮系量子物理研究室 / 理論物理研究室 量子物理学の新地平 ――W状態の量子測定・量子スピン液体の創発光子・   ベル不等式の再定義・量子ネットワークの夜明け―― 神衛7年(令和8年)の量子物理学における四大潮流の体系的解説と KHF 理学部物理学科の研究戦略的位置付け 執筆: 南雲 透(理学部物理学科 量子光学・量子情報研究室 研究員)、 篠崎 健二(理学部物理学科 凝縮系量子物理研究室 研究員)、 堂本 慧(理学部物理学科 理論物理研究室 研究員) 研究総括: 総帥閣下 神田隼大(神田隼大研究機構) 📋 受稿:神衛7年3月10日 📤 公開:神衛7年3月21日 ⚠ 査読状況:未査読プレプリント 論文概要 神衛7年(令和8年)の量子物理学は、四つの相互に連関した突破口を迎えた。 本論文はこれらを体系的に解説する。 第一:W 状態の量子測定(南雲)。 京都大学・広島大学のグループが、三光子 W 状態の絡み合い測定を世界で初めて実証した (Science Advances, 2025年9月)。 これはGHZ状態に次ぐ多光子絡み合い状態の測定であり、 量子テレポーテーション・測定型量子計算への扉を開く。 第二:量子スピン液体の創発光子(篠崎)。 ライス大学の Dai らが、酸化セリウムジルコニウム(Ce₂Zr₂O₇)結晶において 量子スピン氷の長年の理論的予言——「創発光子」と「スピノン」の両方——を 偏極中性子散乱で初めて直接検出した(Nature Physics, 2025年6月)。 物質中に量子電磁気学が「創発」するという概念の実験的確立である。 第三:ベル不等式の概念的再定義(堂本)。 南京大学のグループが「量子もつれのない光子でもベル不等式が破れる」ことを 多光子フラストレーション干渉を用いて実証した(Science Advances, 2025年8月)。 これは「ベル不等式の破れ=量子もつれ」という通念に根本的な問いを投げかける。 第四:量子ネットワークの夜明け(南雲)。