南カリフォルニア大学（USC）の研究チームが、量子コンピュータ開発における長年の課題を解決する可能性を秘めた理論的ブレークスルーを発表しました。この研究では、これまで「数学的なゴミ」として無視されてきた粒子を再評価し、「ネグレクトン（neglecton）」と名付けることで、アイシング・エニオンを用いた普遍的量子計算への道を切り拓きました。この発見は、基礎数学の探求が未来のテクノロジーを形作る力を持つことを示す鮮烈な例です。
トポロジカル量子コンピュータとその課題
量子コンピュータは、現代のコンピュータを遥かに凌駕する計算能力を持つとされていますが、その実現には「デコヒーレンス」という大きな壁が立ちはだかっています。量子ビット（qubit）は周囲のノイズに非常に脆弱で、情報が簡単に壊れてしまいます。この問題を回避するために、科学者たちは「トポロジカル量子コンピュータ」に大きな期待を寄せています。このコンピュータは、情報を個々の粒子ではなく、物質全体のトポロジーに符号化する手法を用いています。
ネグレクトンの発見とその意義
USCの数学・物理天文学教授であるAaron Lauda氏が率いる研究チームは、2025年8月5日に発表した論文で、エニオンを記述するための数学的枠組み「トポロジカル量子場理論（TQFT）」に注目しました。従来の理論では、計算を単純化するために「量子トレースがゼロ」となる数学的オブジェクトが切り捨てられてきましたが、Lauda氏のチームはこの部分に目を向け、非半単純TQFTという新たな枠組みを探求しました。
この結果、アイシング・エニオンの限界を補うために必要な新しいタイプのエニオンが存在することが明らかになりました。研究チームはこの粒子を「ネグレクトン」と名付け、たった一つの静止したネグレクトンを用いることで、アイシング・エニオンを編み込むだけで普遍的な計算が可能になることを示しました。
ユニタリティの破れとその克服
この発見には、非半単純TQFTの「ユニタリティの破れ」という問題が伴いました。ユニタリティは量子力学において確率の総和が常に1に保たれることを保証する原則であり、理論の健全性を示すものです。Lauda氏のチームは、計算を設計することでこの問題を回避し、計算が正確かつ信頼性を保ったまま実行できることを示しました。
今後の展望
この研究が示した普遍的計算への道筋は明快です。静止したネグレクトンを用意し、その周りでアイシング・エニオンを編み込むことで、単一量子ビットを自在に操るゲートと複数の量子ビットをもつれさせるエンタングルゲートを高精度で実現できます。次のステップは、この「静止したネグレクトン」を物理的に宿す具体的な物質を特定することです。
この研究は、実験物理学者たちに明確なターゲットを提示し、アイシング・エニオンをベースにしたシステムの真の能力を解き放つ可能性を秘めています。ネグレクトンの発見は、量子コンピュータの実現に向けた新たな希望をもたらしました。
 |  | |
 |  |  |