更新2年前にネイチャー誌に掲載され、マイクロソフトの科学者が主導した論文が、提示されたデータがまったく矛盾していることが判明したため撤回されました。
この研究は、マイクロソフトとオランダのデルフト工科大学（TU Delft）が共同設立した研究センターQuTechが設立した量子コンピュータ研究所で行われた。マイクロソフトとTU Delftのレオ・クーウェンホーフェン教授が主導したこの研究は、将来の量子コンピュータに役立つと研究者が考える理論上の準粒子の発見を報告した。
「ネイチャー誌に掲載され、デルフト工科大学の教授として主に当社の科学ディレクターの一人が主導した2018年の学術論文が撤回されました」とマイクロソフト・クォンタム部門の副部門長ズルフィ・アラム氏は月曜日にザ・レジスター紙に語った。
撤回を提案するにあたり、論文の著者らは科学界からのフィードバックを取り入れ、データを再分析し、その分析に基づいて新たな論文を執筆し、当該分野の独立した専門家による論文の検証を受け入れました。これは、科学的プロセスが機能していることを示す優れた例です。
「当社は、量子マシンのあらゆるコンポーネントにわたって革新を起こすために継続的な改善の文化を育んでおり、スケール化された量子コンピューティングに対するトポロジカルなアプローチに自信を持っています。」
何が悪かったのでしょうか?
2018 年の論文では、極低温での超伝導体の伝導率を測定することでマヨラナゼロモード粒子を検出しようとする実験について説明されていました。
これは重要な点です。科学者たちは、マヨラナゼロモード粒子が現在の量子ビットよりも情報の保存において堅牢であると信じており、これを量子コンピュータの量子ビットとして利用したいと考えているからです。言い換えれば、マヨラナゼロモード粒子は安定性をもたらすのです。
これらの量子ビット候補を発見し、使用することは量子コンピューティングにおける重要なマイルストーンとなるはずであり、マイクロソフトとデルフトのチームは超伝導体の中にこれらの幽霊のような準粒子を発見したと主張した。
「局在化した準粒子の一種であるマヨラナゼロモードは、トポロジカル量子コンピューティングに大きな可能性を秘めている」と彼らは2018年の論文に記している。
「電気輸送におけるトンネル分光法は、例えば微分コンダクタンスのゼロバイアスピークなど、マヨラナゼロモードの存在を識別するための主要なツールです。」
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複数のグラフが、この驚異の粒子の存在を示しているように見えました。しかし、それはあまりにも出来すぎた話でした。今週Nature誌に掲載された撤回声明によると、研究チームは論文の欠陥を指摘された後、研究結果を再現することができず、結局マヨラナ粒子は発見できなかったと判断したとのことです。
マイクロソフトのクーウェンホーベン氏が筆頭に据えたこの報告書は、研究チームが研究結果に疑問を投げかけるような測定項目を省略していたことを認めている。また、論文を精査し、誤りを指摘したセルゲイ・フロロフ氏とヴィンセント・ムーリック氏の2人の研究者にも謝辞を述べた。
「セルゲイ・フロロフ氏とヴィンセント・ムーリック氏は、彼らに提供された生の測定データと論文に掲載された数値の間にいくつかの矛盾点を指摘した」と報告書は述べている。
そこで、当初の測定における既存の生データをすべて再分析し、コンダクタンス値の再較正のために当初の実験セットアップを再構築しました。… データを、以前に公開されていなかった範囲を含む全パラメータ範囲にわたって再プロットすると、2シグマのエラーバーを外れた点が見られます。したがって、量子化されたマヨラナコンダクタンスが観測されたと主張することはもはやできず、この書簡を撤回いたします。
しかし、米国ピッツバーグ大学物理天文学部の准教授フロロフ氏とオーストラリアのニューサウスウェールズ大学の研究員ムーリック氏は、この大失態全体についてもう少し率直な意見を述べた。
元の実験データが改ざんされた可能性があることが判明しました。具体的には、切り取ったり、切り取って貼り付けたりといった操作が行われた可能性があります。さらに、Nature論文の主張に反するデータセット全体が削除されました。
「元の実験データが操作された可能性があることが分かりました。具体的には、切り取ったり、切り取って貼り付けたりといった操作です。さらに、ネイチャー論文の主張の中心となる部分に反するデータセット全体が隠蔽されていました」と、研究者らは一連のスライドで述べ、データがどのように操作されたかを示した。
チームの実験から生のデータを要求して研究した2人は、データポイントがグラフの軸上でシフトされていたこと、またマヨラナ準粒子の発見の示唆と矛盾する証拠が省略されていたことに気づいた。
「ネイチャー誌の論文と追加データを総合すると、この研究にはゼロバイアス伝導量子化の証拠は存在しない」とフロロフ氏とムーリック氏は結論付けた。
デルフト工科大学は同研究について独自の調査を実施し、独立した専門家で構成される科学公正性委員会はフロロフ氏とムーリック氏の学術調査の結果に同意したものの、「[データ操作が]意図的であったことを示す証拠は見つからなかった」と伝えられている。
著者らは、その場の熱狂に巻き込まれ、目的に合わないデータに十分な注意を払わなかった。
同大学は声明で、「専門家らは、著者らがその場の熱意に流され、目的に合わないデータに十分な注意を払わなかったというのが最もありそうな説明だと考えている」と述べた。
先月arXivに投稿された、コウウェンホーベン氏と21人の共著者が率いる研究論文が、量子コンピューティング研究室がマヨラナ粒子を発見できなかったことを認めたことで、2018年の論文に何か問題があるのではないかという噂が広まったと、Wiredが最初に報じた。研究チームは、当初の研究は正式に撤回される予定であると述べた。
「論文の撤回は、量子コンピュータの開発に向けたマヨラナ研究にとって明らかに後退だ」と、キューテックとデルフト工科大学の科学ディレクター、リーベン・ヴァンダーシペン氏は述べた。
科学界は、今こそ、これまで用いられてきた手法についてじっくりと検討を重ねなければなりません。QuTechではすでにその議論を始めています。同時に、量子コンピュータと量子インターネットの実現に向けて、様々な研究分野に引き続き尽力していきます。®
追加更新
「その論文が間違っていることはすぐに分かりました」とフロロフ氏は、マイクロソフトとデルフトの研究に対する第一印象を尋ねられた際、The Registerに語った。
「隠された追加データを見なくても問題がたくさんあることに気付くのです。」
「この論文は、たとえ有効だとしても、量子コンピューティングへの影響は最小限であるはずだ」と彼は続けた。
人々がそう思ったのは、広報活動のせいです。もしマヨラナ粒子が確立されれば ― これは私が取り組んでいることですが ― 基礎物理学における大きな進歩となるでしょう。そこから量子コンピューティングに至るまでには、まだ非常に長い道のりがあります。5年どころか10年ですらありません。
「そしてその時までに、マヨラナ量子ビットが追いつくのにさらに長い時間がかかるほど高度な量子コンピュータが実現するかもしれない。」
