南デンマーク大学のWeiguang Cao（ウェイグァン・ツァオ）研究員、東京大学大学院理学系研究科物理学専攻および東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU, WPI）の山崎 雅人（やまざき まさひと）教授、ゲント大学（論文発表時、現在ペンシルバニア州立大学）のLinhao Li（リンハオ・リー）研究員らによる研究グループは、「双対性（duality） 」と呼ばれる手法を用いることで、「非可逆対称性（non-invertible symmetry） 」によって守られたトポロジカル相（SPT相）の分類と構成法を確立することに成功しました。
本研究では、双対変換を用いることで、非可逆対称性を持つSPT相という難解な問題を、「従来の対称性が自発的に破れる相（SSB相）」という、よく知られた物理現象の問題に既存の理論で扱える形に変換できることを示しました。これにより、任意の次元 における非可逆対称性を持つSPT相の分類が可能となり、さらに具体的な模型の構成にも成功しました。先行研究と比較して、本研究の新規性は大きく二点あります。複雑な非可逆対称性の問題を従来の物理学の言葉で直観的に理解可能にした点、および任意の次元での分類を与えた点に新規性があり、この研究成果は新たな量子相の探索や量子計算のリソース探究に役立つことが期待されます。