東京大学，慶應義塾大学，中国科学院大学は，光ポンププローブ法を用いて磁化のノイズを計測する新手法を理論的に提案し，また，ノイズを定式化することでノイズ強度に「磁化の量子化」の情報が含まれていることを明らかにした（ニュースリリース）。

一般にノイズは測定において邪魔な存在とされるが，「磁化の量子化」のようにノイズに重要な情報が含まれていることがある。磁化の大きさはとびとびの値を取ると考えられており，磁石と金属の接合を作って金属に生じる電流ノイズを計測する手法が議論されていたが，電流ノイズ観測の技術的困難によって実現には至っていなかった。

一方，光技術の分野では，非同期サンプリング技術を用いることで，ポンプ光で駆動した磁化が元に戻っていく（緩和する）様子を短時間で多数回調べることができるようになってきた。物理系に何らかの流れが生じているときに流れを担う粒子の数が統計的に変動することで生じるノイズをショットノイズと呼ぶが，これにより，磁化の運動を時間的に精密に追跡することが可能となり，磁化のショットノイズもつぶさに観察できるようになると期待されている。

研究では，磁化のショットノイズを光技術で測定する新手法を提案した。具体的には，磁化の運動とそれにともなう磁化のゆらぎを定式化し，磁化ノイズを理論的に評価した。磁場下の平衡状態にある強磁性体に対して，ポンプ光を照射して磁化を駆動させると，磁化はしばらくの間磁場の周りで回転し，徐々に平衡状態に向かって緩和していく。

このときに観測される磁化の平均値まわりの揺らぎを理論的に定式化したところ，揺らぎの強度（ノイズ強度）に磁化の量子化の情報が含まれることが明らかになった。具体的には，研究で取り扱った理論上の模型において，磁化の緩和がディラック定数 ℏを単位として生じるが，この量子化の情報はショットノイズ測定によって決定可能であることを示した。

一般に磁化の量子化の度合いは系によって異なると予測されるが，この結果はその大きさがショットノイズ測定で決定できることを意味する。また，今後の非同期サンプリング実験による磁化の量子化観測の実証も期待されるという。

研究グループは，磁石中の電子スピンを用いた量子情報デバイスの開発に貢献すると期待される成果であり，加えて，光ポンププローブ法に用いられるレーザー技術の新たな応用先としても，有望だとしている。