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A・アインシュタイン
【物理を考え続けた人|光電効果・ブラウン運動・相対性理論|EPS論文】‐7/24改訂

こんにちはコウジです。
「アインシュタイン」の原稿を改訂します。

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また、リンク切れ情報も目立っており、改訂。
細かい文章も再考しています。しっかり正確に。
そして沢山情報が伝わるように努めます。
(以下原稿)

WhoWasAlbertEinstein
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【1879年3月14日生まれ ~ 1955年4月18日没】

現時点で最も有名な物理学者でしょう。

アインシュタイン(Albert Einstein)は

様々なパラダイムシフトを起こし

20世紀初頭に

物理学に大きな変化をもたらしました。

本稿でご紹介している集合写真はソルベー会議
の時期の写真とローレンツとのツーショットです。
アインシュタインはド・ブロイディラックボーアらと
語りあい、議論を続け共通認識を形成していきました。
量子力学を誕生させていったメンバーなのです。

26歳のアインシュタイン

1905年に26歳のアインシュタイン
は3つの歴史的な論文を発表します。

(当時は特許局に勤務していました)

「光量子仮説」

「ブラウン運動の理論」

「特殊相対性理論」

です。

光量子化説は光の性質を考え量子化している論文、

ブラウン運動は花粉の挙動から分子運動を
解析した論文、

特殊相対性理論は光速度に近い移動体の考察。

こういった考察から空間・時間の概念を変えていき、ミクロの物質の考察を進めています。光量子仮説で物質の二面性を明確にしています。その一方で顕微鏡でしか観察できないサイズの花粉がビリヤードの球と同様に弾性衝突しているモデルを示し、
微小サイズの領域でモデル化が可能だと示します。

色々な学者と討議を重ねて、現実に対しての理解を深めていきます。具体的にマリ・キューリーと親交を深めていて、チューリッヒ大学教職に推薦をしてもらっています。

少年時代のアインシュタイン

アインシュタインは少年時代から物理学者として
「考える」土壌を育んでいました。そういった話をする際に
よく語られるのは、居眠りから目覚めた後に
考え続けたと言われている思考実験です。

それは、「光の速さで光を追いかけたらどうなるか」
という思考実験です。子供が大人から「光は速い」
という事実と「光を使って物が見える」
という2つの事実を学んだとしたら、
その後に子供ならではの素朴な考えで、
「それならば・・・・」と考え続けていったのです。

考えること自体は誰でも出来る事ではありますが、
そこから先、解決出来ない疑問を覚えていて、
大事だと思い、解決した結果が
人類共通の知の財産となったのです。
そこには必ず苦労と乗り越えた時の喜びがあります。

苦労人のアインシュタイン

時代的な話があります。アインシュタインは
ユダヤ系であるので大変苦労しているのです。
当時のドイツはナチスの時代で
ホロコーストが実際に行われていました。
また、アインシュタインはドイツの為に
原爆の製造をすることに貢献出来た筈です。

実際には崩壊していくドイツ帝国を去り、
アメリカでマンハッタン計画に参加します。
個人の物理学者として多少の無力感を
感じていたのではないでしょうか。

またいつかアルバート・アインシュタイン
の子供であるハンス・アインシュタイン について
記述することが出来ればと思っています。

そして物理に対して考え続けました。ソルベー会議で
議論を重ね、量子の実態そのもの(観測問題)
に疑問を抱きました。アインシュタインの思考は、
いわゆるEPS論文での隠れた変数の議論へと繋がりました。
更には現在で言う「エンタングルメント」、
ひいては「量子コンピューター」へと繋がっています。

また因みに、「神はサイコロを振りたまわん(ふりません)」
という有名な言葉をアインシュタインが残した
とされていますが、正確にはこの言葉は
「アインシュタインがボルンへの手紙の中で残した言葉」
です。「アインシュタインが(よく?)使った言葉」
というのが真実でしょう。
確率概念の問題を端的に表現しています。
そして神を議論に巻き込みたくないという
「アインシュタインの思い」も感じます。

アインシュタインの言葉 

苦労人のアインシュタインは数々の名言を残していますが、

私が好きな言葉を最後に残します。

アインシュタインの意志の強さを感じます。

「think and think for months and years.

Ninety-nine times, the conclusion is false.

The hundredth time I am right.」

私は、数ヶ月も何年も考え続けます。

99回まで、その結論は正しくないですが、

100回目に正しい答えを出すことができるのです。

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 famous physicist  Einstein 

Isn’t it the most famous physicist at the moment? Introducing Albert Einstein, a paradigm shift that brought about major changes in physics in the early 20th century. In particular, in 1905, 26-year-old Einstein published three historical treatises. “Photon hypothesis,” “Brownian motion theory,” and “special relativity.”

Three paper’s

The photonunization theory is a paper that quantizes light properties, the Brownian motion is a paper that analyzes molecular motion from pollen behavior, and the special relativity is a study of moving objects that are close to light velocity.

From these considerations, we are changing the concept of space and time, and are proceeding with the consideration of microscopic matter. He discusses with various scholars and deepens his understanding of reality. He specifically has a close relationship with Mari Curie and has been recommended by the University of Zurich teaching profession.

Einstein in childfood 

Einstein has cultivated a “thinking” soil as a physicist since his childhood. When talking about such things, a thought experiment that is said to have continued to think after waking up from a doze is often talked about. In other words, it is a thought experiment of “what happens if you chase light at the speed of light”. If a child learns from an adult the fact that “light is fast” and “you can see things using light”, then the simple idea of ​​a child is “If so …” I kept thinking.

Anyone can think about it, but from that point onward, I remembered the questions that I couldn’t solve, thought it was important, and the results of the solutions became a common property of humankind. There is always the hardship and the joy of overcoming it.

Germany at that time

Einstein is of Jewish descent, so he is having a hard time. Germany at that time was in the Nazi era, so the Holocaust actually existed. Einstein could also have contributed to the production of the atomic bomb for Germany. He actually leaves the collapsing German Empire and joins the Manhattan Project in the United States. Perhaps he felt a little helpless as an individual physicist. I also hope to be able to describe Hans Einstein, a child of Albert Einstein, someday.

Einstein, a hard worker, has left a number of quotes, but the last one I like. I feel the strength of Einstein’s will.

“Think and think for months and years. Ninety-nine times, the conclusion is false. The hundredth time I am right.”

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オットー・ハーン‗
【1879年3月8日 – 1968年7月28日】-7/23改訂

こんにちはコウジです。
「オットー・ハーン」の原稿を改訂します。

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原子爆弾
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オットー・ハーン(Otto Hahn)は
20世紀初頭のドイツの科学者で、

核化学の分野で重要な業績を残しました。

彼は核分裂の現象を解明する上で重要な役割を果たしました。
また、リーゼ・マイトナー(Lise Meitner)との共同研究は、
核分裂の理解に大きく貢献しました。

1938年、オットー・ハーンとリーゼ・マイトナーは
ウラニウムの核を中性子で照射する実験を行い、
その結果としてバリウムとクリプトンが
生成されることを発見しました。

この現象は、ウラニウム核が中性子を吸収し、
重い核と軽い核に分裂することを示しており、
これが後に核分裂として知られるようになりました。

しかし、1938年当時、ハーンはこの現象を
完全に理解することができず、その解釈に関する
理論的な考察を行うことができませんでした。

更に、この話の中で重要なのはマイトナーが
ユダヤ系だという事情です。
マイトナーはナチスの台頭に伴って
ドイツ内での研究活動が難しくなってきます。

その後、リーゼ・マイトナーはスウェーデンに亡命し、
オットー・ロベルト・フリッシュ(Otto Robert Frisch)と共同で
核分裂の理論的な解釈を提案しました。その後、
ハーンとマイトナーの共同研究成果が、マイトナーの名前が
冠された形で広く知られるようになりました。

オットー・ハーンとリーゼ・マイトナーの業績は、
20世紀の物理学と化学における最も重要な発見の一つ
である核分裂の理解につながりました。
彼らの実験的結果と理論的解釈は、核物理学と核化学の分野
における革命的な進歩をもたらしました。

ハーンとマイトナーが行ったウラニウムの核を中性子で照射する実験は、当時の核物理学において画期的なものでした。彼らが発見した核分裂の現象は、核が中性子を吸収して分裂することを示唆し、その際に新たな元素が生成されることを示しました。この発見は、後に原子爆弾や核エネルギーの開発につながる重要な基盤となりました。

しかしながら、
ナチスの政権によるユダヤ人に対する迫害の影響により、
マイトナーの研究環境は悪化しました。

このように、ハーンとマイトナーの業績は、
科学史上永遠に残る重要な貢献であり、
彼らの協力関係は科学的発展における
模範的な例として賞賛されています。
今後も長く称えられるでしょう。

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₍2024年4月時点での対応英訳)

Otto Hahn was a German chemist in the early 20th century.
He made important achievements in the field of nuclear chemistry.

He played an important role in elucidating the phenomenon of nuclear fission.
In addition, joint research with Lise Meitner
He made a major contribution to the understanding of nuclear fission.

In 1938, Otto Hahn and Lise Meitner
An experiment was conducted in which uranium nuclei were irradiated with neutrons.
They discovered that barium and krypton were produced as a result.
This phenomenon occurs when uranium nuclei absorb neutrons,
This shows that the nucleus splits into a heavy nucleus and a light nucleus.
This later became known as nuclear fission.

However, in 1938, Hahn recognized this phenomenon.
cannot be fully understood and is concerned with its interpretation.
He was unable to make theoretical considerations.

Furthermore, what is important in this story is that Meitner is Jewish.
Meitner’s research activities in Germany began with the rise of the Nazis.
It’s getting difficult. After that, Lise Meitner went into exile in Sweden.
She collaborated with Otto Robert Frisch
He proposed a theoretical interpretation of nuclear fission. after that,
The results of Hahn and Meitner’s joint research will be recognized by Meitner’s name.
It became widely known by its crowned form.

The achievements of Otto Hahn and Lise Meitner are
One of the most important discoveries in physics and chemistry of the 20th century
This led to an understanding of nuclear fission.
Their experimental results and theoretical interpretations are important in the fields of nuclear physics and nuclear chemistry.
brought about revolutionary advances in

Hahn and Meitner’s experiment in irradiating uranium nuclei with neutrons was a breakthrough in nuclear physics at the time. The phenomenon of nuclear fission that they discovered suggested that nuclei absorb neutrons and split, and new elements were created during this process. This discovery was an important foundation that later led to the development of the atomic bomb and nuclear energy.

However, Meitner’s research environment deteriorated due to the persecution of Jews by the Nazi regime. She fled to Sweden, where she collaborated with Otto Robert Frisch to propose a theoretical interpretation of nuclear fission. Since then, the results of their joint research have become widely known, bearing Meitner’s name.

The work of Hahn and Meitner is thus a timeless and important contribution to the history of science, and their collaboration is hailed as an exemplary example of scientific development.

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大河内正敏
【リケンや日本ピストンリングの創設期に尽力した御曹司|政界でも活躍】

-7/22改訂

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理化学研究所100年目
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【1878年12月6日生まれ ~ 1952年8月29日没】

大河内家の御曹司

大河内正敏は旧上総大多喜藩主にして子爵の

大河内正質の息子として生まれました。

正敏は学習院初等科に進み、大正天皇と共に学びます。

また大河内とは珍しい名字だなと思っていたら

奥様も大河内家から娶っていたりして、なんだか

皇族みたいな感じがしました。平民とは違う華麗なる一族

って感じです。鹿鳴館で踊っていても違和感ありません。

ちなみに、寺田寅彦とは誕生日が物凄く近いのですが
交流はあったのでしょうか?当時から象牙の塔の中は
風通しが悪そうですね。互いに孤高を極めてた??

大河内正敏は政界で子爵議員として貴族院議員を2期務めます。
そして若かりし無名の田中角栄を可愛がっていた言われます。

そんな人なので理化学研究所の3代目所長に就任
した時は理研研究員にして、貴族院議員で子爵、
そして東京帝大教授でした。
そんな偉人を今回はご紹介します。

大河内正敏の業績

大河内正敏は東大で物理学を学んでましたが時節柄、
寺田寅彦と飛行弾丸の研究をしていたようです。
物理学を駆使すれば流体力学や表面の解析が出来ます。

大河内正敏が進めた具体的な別の活用事例としては、
ピストンの開発があります。ここでもシリンダー内の
熱流体解析や、摂動面の摩擦特性を解析出来ます。

この研究は後の株式会社リケンにつながります。
戦後にリケンのグループは、GHQより
十五大財閥の
一つとして指定を受けます。

そして、眠りに

こうした業績を残して今、
大河内正敏は埼玉県にある
平林寺で永眠しています。

その近くには理化学研究所の研究室があり、
今でも研究者たちが世界に冠たる研究を続けています。
量子の根源を考え続けています。

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〆最後に〆

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Okochi family sergeant

Masatoshi Okochi was born as the son of Masatoshi Okochi, the former lord and viscount of the Otaki feudal lord of Kazusa. Masatoshi goes to Gakushuin Elementary School and studies with Emperor Taisho. Also, when I thought that Okochi was a rare surname, my wife was also a kid from the Okochi family, and I felt like a royal family. It feels like a splendid clan different from the commoners. I’m sure they were dancing at Rokumeikan.

He is a member of the House of Lords for two terms as a Viscount member in politics. Under such circumstances, it is said that he loved the young and unknown Kakuei Tanaka. As such, he was a RIKEN researcher, a member of the House of Lords, a Viscount, and a professor at the University of Tokyo when he became the third director of RIKEN. I would like to introduce such a great man this time.

Achievements of Masatoshi Okouchi

Masatoshi Okouchi studied physics at the University of Tokyo, but he seems to have been studying flying bullets with Torahiko Terada. He can use physics to analyze fluid mechanics and surfaces.

Another specific use case promoted by Masatoshi Okouchi is the development of pistons. Here, too, you can analyze the thermo-fluid inside the cylinder and the friction of the perturbing surface. This research will lead to RIKEN CORPORATION later. After the war, this group was designated by GHQ as one of the 15 major conglomerates.

And to sleep

With these achievements, Masatoshi Okouchi is now sleeping at Heirinji Temple in Saitama Prefecture. There is a branch office of RIKEN nearby, and researchers are still conducting world-class research.

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寺田 寅彦
【夏目漱石の教えを受けた俳人・作中では寒月さん】

-7/21改訂

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X線結晶解析
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【1878年11月28日生まれ ~ 1935年12月31日没】

寺田寅彦について

寺田寅彦は物理学者にして文筆家にして俳人です。
文筆家としては牛頓の名を名乗っていたり。
牛頓と書いてニュートンと読ませてました。
明治・大正の時代の人々に、そんな
洒落っ気が伝わったでしょうか。
科学知識の復旧していない時代ですが
新しい時代の啓蒙(けいもう)を進めました。

そんな寺田寅彦は
熊本の高校で英語教師として赴任していた

夏目漱石と出会います。後に文学に関わった
のはこの出会いが大きかったと言われています。
贅沢な人生ですね。夏目漱石の作品
「吾輩は猫である」の中では寒月君として
登場する人物のモデルとなっていて
作品を通じて寺田寅彦の御人柄に
触れた人も多いのでは
ないでしょうか。
因みに、

2021年春の時点で日経新聞に掲載されていた
連載小説「伊集院静作、ミチクサ先生」
では、その様子が描かれていました。
その作品のなかで、
寒月さんは淡々と話を進めていた人で、
そのお人柄が伝わってきます。
当時の時代背景や文人達との交流も
感じられて面白かったです。

ミチクサ先生
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寺田寅彦と研究について

研究の点でも時代の枠にとらわれない
視点を持ち実績を残しています。
その中でも評価が高い
研究業績は
ラウエの業績に刺激を受けた研究で

「X線の結晶透過」についての業績です。

先進的な結晶解析に関して考察ををしてます。
そして、
1913年に「X線と結晶」をNatureに発表してます。

寺田寅彦の研究人生をふりかえると、
田中舘愛橘に教えを受け、
原子の長岡モデルを提唱した長岡半太郎
教えを受けて、学生結婚をして、
その奥様に早く先立たれ、
東京帝国大理科大学で教鞭をとった後に
ベルリン大学で地球物理学を研究し、
理化学研究所、 東京帝大地震研究所
で研究を続けました。
57歳で亡くなられています。

〆最後に〆

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2020/09/09_初稿投稿
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About Torahiko Terada

Torahiko Terada is a physicist and poet. As a writer, he calls himself Ushiton. He wrote Ushiton and read it as Newton.

He meets Soseki Natsume, who was assigned as an English teacher at a high school in Kumamoto. It is said that it was this encounter that was later involved in literature. It’s a luxurious life. In Natsume Soseki’s work “I Am a Cat”, I think there are many people who have come into contact with their personality through the work as a model of the person who appears as Mr. Kanzuki.

By the way,

The serial novel that was in progress in the Nikkei newspaper as of the spring of 2021 seems to describe the situation. I always read it diagonally, but Mr. Kanzuki is a person who talks in a straightforward manner, and I can feel his personality. It is interesting to feel the historical background of the time and the interaction with the writers.

About Torahiko Terada and research

In terms of his research, he has a track record with a perspective that is not bound by the boundaries of the times. Among them, his research achievement, which is highly evaluated, is a research inspired by Laue’s achievement and is an achievement on “X-ray crystal transmission”. He considers advanced crystal analysis. Then, in 1913, he published his “X-rays and crystals” in Nature.

Looking back on Torahiko Terada’s research life, he was taught by Tanakadate Aikitsu and Hantaro Nagaoka, who advocated the Nagaoka model of atomic atoms. After teaching at, I studied geophysics at the University of Berlin, and continued my research at RIKEN and the Earthquake Research Institute, the University of Tokyo.
He died at the age of 57.

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【「老人の呟き」からの転載_6月末】・量子力学【2005-06-17】・武谷光男【2005-07-10】・三段階論とQCD 【2005-08-13】・武谷三男の本 【2005-10-16】・Glauberのノーベル賞受)賞 【2005-10-06】・DysonのThe scientist as rebel【2007-01-30 】・Heufieber(hay fever) 【2007-02-23 】・Grossのノーべル賞受賞講演 【2007-04-28 】・武谷三男の年譜作成への試み 【2007/4/25】・仕事とエネルギー 【2007/5/31】・慣性の法則 【2007/5/17】・熱力学の第1法則 【2007/5/2】

量子力学

2005-06-17 15:08:49 | 物理学(以下引用)

田舎の大学だけれども、私は35年以上量子力学を教えてきた。

数学もその量子力学を理解しようとした範囲内で勉強してきた。工学部で教えてきたのだが、他大学はわからないが、私の教えた大学ではあまり熱心な学生にはいくつかの例外を除いて出会わなかった。

いま話題としているのは学部段階のレベルの初歩的な量子力学である。それより高等な話はほとんどない。でも、数学のいろいろな疑問が出てきたりして、体系としての数学ではなく、その数学の断片的な知識が必要とされた。そういう過程から、『数学散歩』(国土社)が出来上がってきました。

今日は量子力学の講義でトンネルダイオードの話をしたのですが、その準備で少し半導体のことを木下是雄先生の『物質の世界』(培風館)で勉強してみました。あまり、半導体は勉強する機会がなかったことですが、結構面白いですね。これは木下さんの書き方がいいのだろう。

もっとも、電気電子の学生でもここに書かれているようなことを知っているのかどうかは疑わしい。4回生くらいになると、多分もっと知っているのでしょうが、相手が2回生ですからどうもはじめてみたいな顔をして聞いている。

もっとも、私自身が学校であまり半導体のことは習っていない。大学に勤めるようになって一夏かかって学生実験のテキストを書いたことがあり、そのときに少し勉強したがあまり日ごろ使わないので忘れてしまう。そこらあたりが専門家と専門でない者との違いでしょうか。

量子力学といっても、偏った量子力学で、大学の理学部で学ぶ一般の量子力学とは言いがたい。でも、1時期うんざりしたことがあったが、その1時期を除いて、いつも新鮮な気持で授業に取り組んできた。学生からの評判はとても悪くて落ち込むことのほうが多かったが、それでもくじけずにやってこられたのは、ひとえに量子力学の奥深さと面白さによるものだろう。

昨年の講義が最後と思っていたが、事情で今年だけ非常勤講師をしている。今年はあまり黒板で計算はせずに主な内容を説明するという方式をとっている。はたして評価はどうだろうか。楽しみである。(引用此処まで)

武谷三男と三段階論

2005-07-10 18:58:52 | 物理学(引用此処から)

「武谷三男と三段階論」という題で徳島科学史研究会と科学史学会四国支部の合同年会で講演をすることになった。

もっともまだ何を話すか決めてはいないが、おおよその話す内容は

(1)自己紹介

(2)武谷三男の紹介

(3)三段階論の紹介

の三つを予定している。

全体で1時間だが、質疑応答に10分を使うと50分を講演に使うことになる。武谷三男の業績というと何だろうか。

彼はまず第一に三段階論の提唱者である。自然の認識は現象論的段階、実体論的段階、本質論的段階という三つの段階を経て、認識されるということを提唱した。

また、技術論では「技術とは客観的自然法則の意識的適用である」と定義して新しい技術論を開いた。これらは哲学とか科学史とか技術論の分野の業績である。

物理学ではどんな業績をもっているだろうか。

まず第一に核力研究の指導者としてのTNSといわれる核力を核子-核子の距離によって3つの領域に分けて領域ごとに異なった方法で研究するという方針を立てて、核力グループという研究者集団を組織した。それによってグループとして日本の核力研究をリードした。

領域 I は1 pion交換領域でここでのポテンシャルを確立した。

領域 II はもう少し内側の領域で実質的には共鳴状態としてのrhoとかomega中間子が核力に効いてくる領域である。

領域 III は現象論的に研究されるべき領域とした。hard core その他のテーマがあった。

核力の問題が現在最終的に解決したといえるのかどうかは私にはわからないが、現在ではQCDといわれる学問体系が出来上がっている。

しかし、これは核子をクォークからできているとして、クォークの間の力をグルーオンというゲージ粒子が交換されるということから説明しようとしている。

もっともQCDではクォークとクォークとの距離が近づけば近づくほど力が働かなくなり、遠ざかろうとすれば、大きな力が働くという性質のきわめていままでと変わった性質の力が働くと考えている(漸近的自由とクォークの閉じ込め)。

このようなQCDが出来上がる前の段階を見てみると、

(1) deep inelastic散乱ではBjorkenのスケーリング則があり(現象論的段階)

(2) その後にFeynmanのparton modelが出てきて、quarkがpartonとして考えられた(実体論的段階)

(3) それを受けてGross, Wilceck,Polizterの漸近的自由をみたす量子場の発見があった(本質論的段階)

物理の話の筋としてはこのようになっているのだが、核力研究としての武谷の研究方法は成功を収めたと言えるのだろうか。これは私にはまだ分からない点である。

核力はクォークとクォークとの間の力から導かれる2次的な力ということになった。

核子がクォークの3体系となっているので、それらの足し上げとしての力となったために1次的なgluonによるクォークとクォーク間の力によって核子と核子間の力をeffectiveに導くということができるはずである。

それをすることが意味のあることかどうかということが問題であろうか。(引用此処まで)

三段階論とQCD

2005-08-13 11:52:22 | 物理学(引用此処から)

三段階論はもちろん武谷三男の三段階論である。QCDはQuantum Chromodynamics(量子色力学)である。この二つがどんな関係にあるといわれたら、全く関係がないよというのが専門家の考えであろう。

でもいつのころからか私はQCDが形成される段階は武谷の三段階論にしたがっているのではないかという考えをもってきた。少なくとも誰かの書いたものからそんなことを思いついたのではないから、もしかして誰かが私と同じことを考えているということもありうる。

話の筋はdeep inelastic散乱でBjorkenのスケーリング則が見出されたが(現象論的段階)、SLACのepのデータを見たFeynmanがそのデータからpartonモデルを考案した。それはスケーリングを説明しただけでなくハドロンは多くの点状粒子から成り立っているという新しいハドロンの猫像をつくった(実体論的段階)。そして、そのことからGross-WilczekやPolitzerのasymptotic freeな量子場の理論ができて、摂動論的QCDができあがった(本質論的段階)。

もっともasymptotic freeな量子場理論ができあがるにはこんな単純な推論ではなく、もっと面倒な事実があったのだが、できあがった経過を細かな議論を抜きにして考えると上のような三段階論にしたがった推論になる。

三段階論は科学史家の広重徹氏には不評であったと思う。広重氏の批判はあたっていたかもしれないが、広重氏が新たな彼自身の方法論を提示しなかったという点に不満が残っている。だから広重氏の武谷に対する批判はたとえ部分的にあたっていてもそれを乗り越える創造的な観点があるとは広重氏の本を読んでは感じられなかった。昔のことで本当にそうであったかはわからないが、一応私の見解をここに記録しておく。(引用此処まで)

武谷三男の本

2005-10-16 11:51:49 | 科学・技術(引用此処から)

武谷三男の本を集めている。古い本が多いのだが、私の所有するものももう160冊に近い。ちょっとでも武谷の寄稿がある本なら何でも集めているが、私の調べたところでも190冊近くが出版されている。そのリストはすでに「素粒子論研究」に2度にわたって載せているが、まだまだありそうである。なかなか人間のやることは完全というわけには行かない。

現物が手に入らないものは図書館で借り出しを受けてコピーをしている。武谷三男全集が編纂、発行されることがあれば、私のところへ相談に来なければうそというものであろう。

しかし、ということは武谷に関する文献では本人とか国会図書館を除いて世界で一番集めていると思う。武谷は2000年に亡くなったので、遺族が彼の著書を完全に保管していれば、それにはもちろんかなう訳ではないが、どうだろう。遺族というのは存外面倒がったりしてぞんざいに扱っているかもしれない。

これは遺族を非難しているわけではなく、普通にはそんなもんだと思うからである。因みに私の作成したリストは国会図書館で武谷三男で検索して得られるリスト数130点前後よりもはるかに多い。

もっともこの資料がいつ役に立つかはたまた全く役に立たないのかはわからない。でもそんなことをやっている人間がいるということが大切なのではないか。

どうも歳をとると変なことを自慢するようになるが、これが老化ということだろうか。(引用此処まで)

Glauberのノーベル賞受賞

2005-10-06 11:38:07 | 物理学(引用此処から)

Glauberの光の理論はあまり勉強したことはないのだけれど、原子核物理学でのGlauber理論は少し学生時代に勉強したことがあった。

その後、アイコナール近似と呼ばれたのがGlauberの理論だったと思う。一度勉強してそれから振り返ったことがないので、間違っているかもしれないが。

Glauberは昔から個性ある物理学者として知られていたらしく、朝永振一郎がプリンストン高等研究所に滞在した頃、このGlauber理論が出たのだと思う。

ということは1949年ころのことでしょうか。もう約65年も前のことになりますね。「素粒子論研究」の朝永さんからの海外便りにGlauberのことが出ていたと思う。もっともそれを読んだのは朝永の論文集でです。

長生きすれば、ノーベール賞ももらえるチャンスが出てくるといういい例ですね。もっとも若いときにいい仕事をしておかなくてはならないのだけれど。(引用此処まで)

DysonのThe scientist as rebel

2007-01-30 10:17:20 | 物理学(引用此処から)

The scientist as rebelという昨年末に出たDysonの著書を拾い読みした。Dysonは物理学者で数学者である。特に有名なのは量子電気力学のくり込みの理論でこれはその当時の量子電気力学の集大成とも言うべきものであった。

天才Feynmanの理論をFeynmanよりも早く紹介したので、これによってようやくFeynmanの独創的な理論が一般に理解されるようになったといわれる。

朝永、Schwinger、Feynmanの3人は1965年にノーベル賞を受賞したのが、Dysonを受賞者に入れなかったことによってノーベル賞の選考委員会はミスをしたのではないかとC.N.Yangはいっている。これはノーベル賞は3人以内という規定に従ったためと思われるが、それにこだわる必要はなかったのではないかというのがYangの言い分らしい。

Dysonは発散型の学者で宇宙の研究や物性論や原子炉の研究とかもやっている。もともとイギリス人であったが、その後アメリカの市民権を得た。

彼の新しい著書は主に書評であるが、OppenheimerとかWienerとかのことも書いてあって週刊誌的興味からはとても面白い。

Oppenheimerは優れた学者でもあったが、世間的には原爆製造を指導した人として知られている。彼の業績では今ではブラックホールの研究が際立っているのだが、彼は少しもブラックホールが存在するかどうかに関心がなかったように思えたという。

これはどうしてかとDysonは考えているが、このブラックホールの研究は有名なBohrとWheelerの核分裂の理論と同じphysical reviewの号に出ていたので、そちらの方が主に関心を引いたためではないかとDysonは推測している。

前出のYangによれば、Oppenheimerがもう少し長生きしていれば、ノーベル賞を受賞できたのではないかという。Openheimerが原爆製造に係わった点についてはいくつかの彼の評伝では優れた学者ではあったが、独創性が足らなかったということを自分で自覚したためではないかとの推測がなされており、それはわたしも十分ありうることだと以前に書いたこともあるが、その辺の評価は間違っていたのかもしれない。

Wienerの方は新しく3つ目の彼の伝記が出た機会に書いた書評のようだが、Wienerの妻のことが大きな焦点の一つになっている。これは二人の娘との関係でもあるし、Wienerが共同研究者との交際を絶つという影響もあった。その点に新しい焦点があたっており、天才も妻の精神的な異常性に振り回されたらしい。

私のように英文を読むのが下手なものでもDysonの文章は構文的には難しくないと思う。単語は知らないのが多く, 辞書を引き引きではあったが、久しぶりに睡眠不足になるこのごろであった。(引用此処まで)

Heufieber(hay fever)

2007-02-23 11:05:28 | 健康・病気(引用此処から)

Heufieber (Germ.) (hay fever  Eng.) といえば、Heisenbergが若いときにこのHeufieber がひどかったというのは有名である。

彼が量子力学への端緒を開いたのは1925年5月であったが、その直前にとてもひどいHeufieberにかかり、先生のBornに申し出て休暇をとり、療養のため草木がなく岩でごつごつした北海の孤島Helgolandへ出かけた (Helgolandはいつかテレビで見たのでは海岸の岩壁が赤い色をした島だった)。

そこで、Heisenbergは奇妙な代数(それは数学で知られたマトリックスであることをBornが後で発見した)を考え出し、そしてそのときに量子力学のモデルとして用いた非調和振動子のエネルギーが保存することをちゃんと証明できた。それでHeisenbergは真理の一端を確かに掴んだという確信をもった。この辺の話は彼の自伝『部分と全体』(みすず書房)に詳しい。

この創造体験はDysonの自伝『宇宙をかきみだすべきか』(ダイアモンド社)に出ているTomonaga, Schwinger, Feynmanの量子電気力学を統一的に理解できたときのDysonの体験と状況はまったく違うが、その内的な感情と感覚は似ている。

しかし、ここで述べたいのはHeufieberとは何かということである。いつだったかNHKの英語会話の放送を見ていたら(英語だからhay feverと綴るのだろうが)、これを花粉症と訳していた。それで、はっとしてやっとHeufieberが身近なものになったのだが、日本では花粉症は鼻水がしきりにでるが、熱は出ない。

その数年後だったが、入試の監督に駆り出されたときに、同僚のS先生が顔を赤くして花粉症に悩んでいた。

その方は7,8年をアメリカで暮らした方でhay feverについて彼の体験を話してくれた。それはもちろん花粉が原因なのだろうが、40度近い熱が何週間も続いてとても不快なのだという。それでやっとわかった。Heufieberは枯草熱と訳されているが、熱が出るところが特徴のようだ。

Heufieberの枯草熱という訳語を理解できなくて、花粉症という訳語である程度わかったつもりになっていたが、結局元へ戻ったわけである。なんでも実際に生活をしてみないとわからないことがあるものだ。

(2011.4.13付記) ドイツ語ではPollenallergieという語があり、これは文字通り「花粉アレルギー症」である。(引用此処まで)

Grossのノーべル賞受賞講演

2007-04-28 12:35:48 | 物理学(いんよう此処から)

最近号の素粒子論研究4月号に2004年度のノーベル賞を受賞したGrossの講演の翻訳が載っている。まだ全部読み終わったわけではないが、興味深い。

Grossはいま漸近的自由という用語で知られているnonabelian gauge 場の量子論をつくった人の一人である。ノーベル賞はあと二人の人と共同受賞だが、彼がその中で一番年上でかつ見通しもしっかりしていたと思われる。

また、もう一人受賞者のPolitzerはS. Colemanの学生で漸近的自由をもつnonabelian gauge 場の量子論をつくれるかというのは、Colemanから出された課題であったらしい。

PolitzerとColemanの関係は電弱理論のくりこみを課題として’t Hooftに与えたVeltmanと似たような関係にあるようにも思われる。

もっともVeltmanは’t Hooftとノーベル賞を共同受賞しているのである程度報われたが、それでもVeltmanの心理的葛藤は大きくて、彼はその後オランダから離れてアメリカの大学に勤めた。

現在ではまた故国オランダに帰っているようだが、そういう心理的な葛藤の問題は量子力学の行列力学の創設者Bornにもノーベル賞を単独受賞したHeisenbergに対して同様にあったことはよく知られている。

私の関心は武谷三段階論との関係からであるが、Feynmanのparton模型のことには言及してあるが、しごくあっさりとしたものでむしろscalingの成立する場の理論を求めたという観点がGrossの見解には強いように思われる。

武谷三段階論の観点からは実体論的段階であるparton模型が重視されるのであろうが、Grossにはそういう感じが彼の語るところではない。

現象論としてのscalingから直接にではないにしても本質論的段階としての摂動的QCDである漸近的自由な場の量子論がつくられたという感じがしている。もう少し詳しく知りたいところだ。

しかし、実際にはparton模型という段階を経ていることがあっさりとした彼の言説の中にも認められる。(引用ここまで)

武谷三男の年譜作成への試み

2007-04-25 16:11:48 | 科学・技術 (引用此処から)

武谷三男の年譜を作成することを始めたいと思うが、そのための文献としては「思想を織る」、「聞かれるままに」、「原子力と科学者」、「素粒子の探求」等が役に立つだろう。

武谷は自分は湯川、朝永のような立派な学者ではないので自伝を残さないと言っていたが、実際に「思想を織る」とか「聞かれるままに」には自分の生い立ちについてのかなり詳しい言及がある。特に「思想を織る」は自伝的な色彩が強い。彼はそれでもこれは自伝ではないと言い訳をしている。

湯川秀樹の詳しい年譜は故河辺六男さんがつくられて、「湯川秀樹著作集」に載っている。それに対応するものをつくりたいと思っているが、現在までのところ取り掛かることもできてはいない。8月には徳島科学史学会の総会があるので、それに向けた試論をそろそろ用意したいと思う。(引用此処まで)

仕事とエネルギー

2007-05-31 10:56:36 | 物理学(引用此処から)

私の基礎物理学の講義では「ベキ関数の微積分」しか必要でないとこの間,講義で大見得を切ったのだが,ところがこれからの講義ではそれだけでは済みそうにない。すでに学生には講義ノートを渡してあるのだが,その内容を私はほとんど忘れてしまっていた。

学生は私を嘘つきだという判断をするだろう。三角関数の微分は使わないにしても近いうちに対数関数とか指数関数とかの微分は使うことになる。それに仕事とエネルギーとの関係も学生にはまったくわかっていないらしい。これはそれについて話さなかった私が悪いのだろうが。

簡単なデモ実験を来週にはやった方がよさそうだ。考えているのは棒でテニスのボールをおすという実験とか高い所からボールを落とす実験とかである。動いていることがエネルギーをもっていることであり、また高い所に物体があるということもエネルギーがあることになるということを示さなければならない。またバネはポテンシャルエネルギーをもっていることも話す必要がありそうだ。 力を物体に及ぼせば,エネルギーが増えるという事実もこれは日常の経験からはわかりにくい。

というのは力は知らず知らずに摩擦力のように物体に働いているのにそういうもののない世界を物理学では考えていることをわかるのは難しいからだ。ああ、なんということだろう。

日常生活における実際経験と理想化された物理学の世界とはかけ離れている。もちろん、物理の本を読んで勉強を初歩からしてくれれば、理解できるはずだが,そういうことをして来た学生は少ないらしい。(引用此処まで)

慣性の法則

2007-05-17 11:54:48 | 物理学(引用此処から)

今週の基礎物理学の講義の中で短時間だけれど問題演習をした。そのときにわかっていると思って机間巡視をしていたら、ぜんぜん分かっていないことが判明した。それは慣性の法則のことである。これは物体に力が働かない限り、物体はその運動の状態を変えないという法則だが、これを皆さんほとんど理解していないらしい。

確かに講義でしっかりとは教えなかったのだが、こういことは常識として物理を高校で学んだかどうかには関係なく知っていると思っていたのだが、そうではないらしい。だからこれを一から教えないといけないようである。力が働かないときには物体は一直線に運動するということを来週は強調して教えよう。

等速度運動と等速運動とは同じではないといったくらいでは慣性の法則は定着しない。(引用此処まで)

熱力学の第1法則

2007-05-02 13:49:26 | 物理学(引用此処から)

熱力学の第1法則で不思議なことの一つは内部エネルギーの微分は状態量で完全微分であるが,仕事と熱の微少量は状態量ではなく道筋に依存しているということで、これらは不完全微分と言われる。

しかし、その二つの不完全微分の和d’W+d’Qが完全微分dUに等しいというのは不思議の一つであろう。ここで、d’Wとd’Qのdの上にプライムがついているのは不完全微分であることを表している。

この不思議を理解するには このごろ有名になっている、田崎晴明さんの「熱力学」(培風館)を読めばいいのだろう。私もこの本を数ヶ月前に読んでいたが、熱がちょっと冷めて4章か5章で今読むのを止めてしまっている。

しかし、この不思議の説明はムーアの「物理化学」の訳本の上巻に熱の力学的定義というところに書いてあり,それを読めば,たちどころにわかる。それによればちっとも不思議はない。田崎さんの本もそういう趣旨であるようだ。

大学で昔に熱力学をならったときにdU=d’W+d’Q  の形で熱力学第一法則を教わった記憶がない。

同じ等式ではあるが,熱力学第一法則はd’Q=dU-d’Wとして習って,dUが完全微分だという認識はなかった。そういうことを知ったのは大学に勤めるようになって、M先生という物理の先生に入試の出題委員でご一緒したときにそれとなく教わったことであった。

レオントビッチの『熱力学』(みすず書房)がテクストだったのだが、そのことをきちんと書いてあったのかどうか確かめたことがない。(引用此処まで)

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中性原子方式の量子コンピューター稼働へ─世界水準の性能で巻き返し‗【国内初の方式‗分子研や日立】

ついに日本でも、世界トップ水準の性能を持つ量子コンピューターが稼働します。分子科学研究所(分子研)と日立製作所などが共同で開発するこの新型量子計算機は、2025年度中に稼働予定で、日本国内初となる「中性原子方式」を採用します。

Googleなど海外の先行企業が超電導方式を用いた実機開発でリードしてきた中、日本も量子技術の本格的な産業応用を視野に入れ、巻き返しに動き出しました。この記事では、日本が進める量子コンピューター開発の現状と可能性を、段階的に整理して紹介します。


中性原子方式で挑む:日本独自のアプローチ

今回稼働する量子コンピューターが採用する「中性原子方式」は、計算に用いる量子ビット(qubit)を一つひとつの原子で構成する仕組みです。この方式の大きな特長は、量子ビットの安定性が高く、拡張性にも優れること。大量の量子ビットを安定して並列処理することで、大規模な計算に向いているとされます。

実際、分子研の新型量子コンピューターは、まず50量子ビットでの稼働を予定しており、将来的には500量子ビット規模への拡大を計画しています。さらに分子研の大森賢治教授は「遅くとも30年後には1万量子ビット規模にし、社会問題の解決に役立つ実用的な量子コンピューターを作る」と語っており、日本の長期的な技術的野心がうかがえます(日本経済新聞 2025年3月1日)。


産業応用へ前進:エネルギー、創薬、金融など多分野に展開

中性原子方式による量子計算機は、分子研が立地する愛知県岡崎市に設置されます。開発には、量子制御装置を手がけるベンチャー企業キュエル(東京都八王子市)や大阪大学なども参加し、産学連携のプロジェクトとして進行しています。

この量子計算機は、今後、企業や研究機関と共同研究契約を結んだうえで外部利用にも開放する方針で、産業応用が一気に加速する可能性を秘めています。期待される応用分野は多岐にわたり、以下のような例が挙げられます:

  • 次世代電池材料の開発(脱炭素への貢献)

  • 新薬の創出(分子シミュレーションによる創薬の効率化)

  • 金融モデルの最適化

  • 自動車・機械分野における設計の高速化

これらは、従来のコンピューターでは処理が困難だった、膨大かつ複雑な計算を短時間で実行できる量子計算機ならではの強みです。


海外勢との競争:超電導 vs. 中性原子 vs. 張電子

量子コンピューターには複数の方式があり、それぞれに長所と課題があります。たとえば、米Googleは超電導方式を採用し、すでに特定の演算でスーパーコンピューターを上回る性能を実証したと発表しています(Nature, 2019年)。ただし、実用的な計算において既存のコンピューターを超えた方式は未だ存在していません

一方、日本国内では「張電子方式」の開発も進展しています。富士通は従来の4倍の規模となる256量子ビットの張電子方式の量子計算機を2025年3月に稼働させ、2026年には1000量子ビット超を目指しています。

このように、日本国内でも複数の方式で並行して開発が進んでいることは、日本の大きな強みでもあり、「本命がまだ定まらない中で、開発競争を優位に進める原動力となる」と日経記事は評価しています。


日本の研究ポジションと世界市場の可能性

量子コンピューター分野の研究は、米国が圧倒的にリードしており、日本はまだキャッチアップの段階です。エルゼビアのデータベースを用いた注目論文の国別集計によると、2019〜2023年の論文数で日本は世界第9位にとどまっています。

ただし、今後の市場の拡大は巨大です。米ボストン・コンサルティング・グループの試算によれば、2040年には量子コンピューター関連市場の経済価値が最大8500億ドル(約128兆円)に達すると予測されています。

この見通しを背景に、富士通・NECなどの大手14社と大学・研究機関が連携し、2025年3月末までに新会社を立ち上げる計画も進んでおり、産業界と学術界が一体となった量子技術の推進体制が構築されつつあります。


まとめ:巻き返しに向けた日本の挑戦

日本初となる中性原子方式の量子コンピューターの稼働は、世界における量子開発競争に対して明確な巻き返しの一歩となります。複数方式でのアプローチや産学官の連携など、日本独自の強みを活かす体制が整いつつあります。

「本命不在」の量子コンピューター開発競争において、日本がいかに技術と実用性の両面で存在感を示せるか。その行方は、今後の社会・産業の構造すら変える可能性を秘めています。

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理研で新型量子計算機稼働【米クオンティニュアム社が設置_イオン方式の新型】

新型量子コンピューターの概要

量子コンピューターは、従来のコンピューターでは解決が難しい問題に対して新たな可能性を提供する革新的な技術です。特に、イオントラップ方式は高い精度と安定性を持ち、量子コンピューターの実現において注目されています。本章では、イオントラップ方式の量子コンピューターについて、その原理、構造、そして拡張性に焦点を当てて解説します。

イオントラップ方式の原理

イオントラップ方式の量子コンピューターは、原子から電子を1つ取り去ったイオンを電場で空間に捕捉し、その内部状態を量子ビットとして利用します。これにより、外部環境からの影響を受けにくく、長いコヒーレンス時間を実現できます。また、レーザーを用いてイオンの状態を精密に制御し、量子ゲート操作を行います。この方式は、量子ビット間のばらつきが少なく、高い忠実度を持つことが特徴です。mki.co.jp+2日経クロステック(xTECH)+2理化学研究所+2J-STAGE+1日経クロステック(xTECH)+1

理化学研究所

出典: 日経クロステック

イオントラップ方式の構造

イオントラップ方式の量子コンピューターは、以下の主要な構成要素から成り立っています。

  • イオントラップ: 電場を用いてイオンを空間に捕捉する装置で、イオンの位置を安定に保ちます。日経クロステック(xTECH)+1mki.co.jp+1

  • レーザーシステム: イオンの状態を制御するために、特定の波長のレーザーを照射します。日経クロステック(xTECH)

  • 真空チャンバー: イオンが外部の粒子と干渉しないように、超高真空環境を維持します。J-STAGE

  • 光学系: レーザー光を適切に導くためのミラーやレンズなどの光学部品で構成されます。

  • 検出システム: イオンの状態を読み取るための光検出器やカメラなどが含まれます。

これらの構成要素が連携することで、高精度な量子操作が可能となります。

出典: 日経クロステック

イオントラップ方式の拡張性と課題

イオントラップ方式は高い精度を持つ一方で、スケーラビリティに課題があります。一つのトラップに多くのイオンを配置すると、制御が難しくなるため、複数のトラップを連携させる技術が求められます。その一つが「光接続法」で、異なるトラップ間で光子を介して量子情報を伝達する方法です。この技術により、大規模な量子コンピューターの実現が期待されています。日経クロステック(xTECH)+2NICT+2J-STAGE+2mki.co.jp+2日経クロステック(xTECH)+2J-STAGE+2

出典: 日経クロステック

また、オンチップイオントラップの開発も進められており、電極を同一平面上に配置することで、より自由度の高いトラップ電位の生成が可能となります。これにより、量子ビットの配置や制御が柔軟になり、拡張性の向上が期待されています。NICT+1J-STAGE+1J-STAGE+4理化学研究所+4日経クロステック(xTECH)+4

出典: 情報通信研究機構(NICT)

イオントラップ方式の量子コンピューターは、高精度な量子操作が可能であり、将来的な大規模化に向けた研究が進められています。今後の技術革新により、実用的な量子コンピューターの実現が期待されます。

新型量子コンピューター「黎明」の仕様

量子コンピューターの進化は、私たちの未来を大きく変える可能性を秘めています。特に、理化学研究所で稼働を開始した「黎明」は、その革新的な設計と性能で注目を集めています。本章では、「黎明」の仕様について、以下の3つの観点から詳しく解説します。

1. イオントラップ方式とレーザー制御

「黎明」は、イオントラップ方式を採用しており、イオンを電場で閉じ込め、レーザーで操作や測定を行います。この方式は、量子状態の保持が容易で、計算速度が速いという利点があります。一方で、量子ビットを精密に操作する必要があり、イオンを移動させる操作には時間がかかるという課題もあります。

出典: Quantinuum JapanPR News Asia+2Quantinuum – クオンティニュアム株式会社+2QUANTUM BUSINESS MAGAZINE+2

2. コンパクトな設計と冷却システム

「黎明」は、一辺が約1インチ(約2.54cm)のチップに、マイクロメートル単位の溝を掘り、イオンを閉じ込めたり移動させたりする構造を持っています。このチップは、バスケットボール大の容器に収納され、摂氏マイナス250度程度に冷却されます。容器には複数の窓があり、そこからレーザーを照射して操作や測定を行います。

出典: Quantinuum JapanQUANTUM BUSINESS MAGAZINE+2Quantinuum – クオンティニュアム株式会社+2PR News Asia+2

3. スーパーコンピューターとの連携と将来展望

「黎明」は、理化学研究所とソフトバンクの共同研究により、スーパーコンピューター「富岳」との連携を目指しています。このハイブリッドな計算環境により、エラーの発生を抑える効果が期待されています。また、米クオンティニュアム社は、2025年中に96量子ビットの量子コンピューター「Helios(ヘリオス)」を開発する予定であり、さらなる性能向上が見込まれています。

出典: Quantinuum Japan

「黎明」の登場は、量子コンピューターの実用化に向けた大きな一歩となりました。今後の技術革新と応用範囲の拡大に注目が集まります。

その他の方式を含めた現状の課題

量子コンピューターの開発は、さまざまな方式が競い合いながら進化しています。それぞれの方式には独自の利点と課題があり、最適なアプローチを模索する研究が続けられています。

主要な量子コンピューター方式の比較

方式主な特徴メリットデメリット
イオントラップ電場と磁場でイオンを捕捉し、レーザーで制御高い忠実度、長いコヒーレンス時間制御が難しく、スケーリングに課題がある
中性原子レーザーで冷却した中性原子を光ピンセットで操作スケーラビリティが高い制御精度がイオントラップ方式に劣る
超伝導超伝導回路を用いて量子ビットを構成高速なゲート操作、既存技術との親和性超低温環境が必要で、エラー率が高い
光量子光子を用いて量子情報を伝達・処理常温動作が可能、通信との親和性が高い光子の制御が難しく、エラー訂正が課題
シリコンスピンシリコン中の電子スピンを利用既存の半導体技術を活用可能高精度な制御が必要で、技術的なハードルが高い

出典: WIRED JapanWIRED.jp+1WIRED.jp+1

イオントラップ方式の詳細

イオントラップ方式では、電場と磁場を組み合わせてイオンを真空中に捕捉し、レーザーで量子ビットとして制御します。この方式は、量子ビット間の相互作用を高精度で制御できるため、誤り訂正に適しています。しかし、イオンの移動や配置に時間がかかり、大規模化には課題があります。WIRED.jp+1WIRED.jp+1

出典: 大阪大学Resou

中性原子方式の詳細

中性原子方式では、レーザーで冷却した中性原子を光ピンセットで並べ、量子ビットとして利用します。この方式は、同一の原子を大量に配置できるため、大規模な量子コンピューターの構築に向いています。ただし、原子間の相互作用を制御する技術がまだ発展途上であり、精度の向上が求められています。東京医科歯科大学+3blueqat+3科学技術振興機構+3

oaicite:60

出典: WIRED JapanWIRED.jp+1WIRED.jp+1

超伝導方式の詳細

超伝導方式では、超伝導体を用いた回路で量子ビットを構成します。この方式は、既存の半導体技術を活用できるため、産業界での実用化が進んでいます。しかし、動作には極低温環境が必要であり、冷却装置のコストやエネルギー消費が課題となっています。leapleaper.jpblueqat+1leapleaper.jp+1

oaicite:78

出典: LeapLeaperleapleaper.jp

各方式には独自の強みと課題があり、用途や目的に応じて最適な方式を選択することが重要です。今後の技術革新により、これらの方式がさらに進化し、実用化が進むことが期待されています。blueqat

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今後の日本での対応

日本は量子コンピューター技術の発展において、独自の強みを活かしながら世界と競争しています。特にイオントラップ方式においては、精密なレーザー制御や真空技術が求められるため、日本の高度な技術力が期待されています。また、産学官の連携を通じて、量子コンピューターの社会実装に向けた取り組みも進行中です。ソフトバンク

産業技術総合研究所と英国Universal Quantum社の連携

2025年3月、産業技術総合研究所(産総研)は英国のUniversal Quantum社と、日本におけるイオントラップ型量子コンピュータとその周辺技術の開発に関する覚書を締結しました。この連携により、スケーラブルな量子コンピューティングパワーの提供や、複雑な量子アプリケーションの開発、大規模量子コンピューティングに必要な基盤サブシステムの共同開発が期待されています。 国立研究開発法人人工知能研究所

ソフトバンクと東京大学の産学連携

ソフトバンク株式会社と東京大学は、量子コンピューターの社会実装に向けた共同研究を2023年9月に開始しました。ソフトバンクは、東京大学が運営する「量子イノベーションイニシアティブ協議会」に加盟し、産学連携を強化しています。また、127量子ビットのプロセッサーを搭載した量子コンピューター「IBM Quantum System One」を活用し、量子コンピューターの新たなユースケースの発掘を進めています。 ソフトバンク+1ニュースイッチ by 日刊工業新聞社+1

イオントラップ方式の研究開発

量子科学技術研究開発機構(QST)は、イオントラップ方式による量子コンピューターの研究開発を進めています。特に、133バリウムイオンを用いた量子ビットの開発に注力しており、ノイズに強く演算精度が高い特性を持つことから、量子コンピューターの実現を加速できる可能性があります。 QST+1QST+1

さらに、情報通信研究機構(NICT)では、オンチップイオントラップの開発を進めており、電極を平面形状に配置することで、自由度の高いトラップ電位の生成が可能となっています。これにより、量子コンピューターの大規模化が期待されています。 国立研究開発法人情報通信研究機構+1科学技術振興機構+1

これらの取り組みにより、日本は量子コンピューター技術の発展において、独自の強みを活かしながら世界と競争しています。今後も、産学官の連携を通じて、量子コンピューターの社会実装に向けた取り組みが加速することが期待されます。ソフトバンク

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中性原子方式量子コンピューターの静かな躍進:BECから始まる第3の革命

量子コンピューターといえば、超伝導方式やイオントラップ方式が
真っ先に思い浮かびます。しかし今、水面下で急速に頭角を現している
「第3の選択肢」があります。それが中性原子方式です。

ボース=アインシュタイン凝縮(BEC)という基礎理論から生まれたこの方式は、
高精度な量子制御とスケーラビリティの高さを兼ね備え、世界中の研究機関や
企業が注目する存在となっています。

この記事では、日本と世界における中性原子方式の発展史をたどりつつ、
量子ビットの構造や最新技術のブレイクスルー、そして乗り越えるべき
技術的課題まで、包括的に解説します。

中性原子方式量子コンピューターの歴史:静かに進化してきた第3の選択肢

量子コンピューターといえば「超伝導方式」や「イオントラップ方式」
が先行して知られていますが、実はいま、**「中性原子方式」**が急速
に存在感を増しています。この方式は他の方式とは異なるアプローチを
取り、実用化に向けた革新技術として注目を集めています

ここでは、その中性原子方式がどのように生まれ、
どのように発展してきたのか、その歴史を3つの視点からたどります。


1. 基盤となる技術の登場:超冷却原子と量子制御

中性原子方式の基礎は、1995年に実現されたボース=アインシュタイン
凝縮(BEC)**にさかのぼります。これは、極低温状態にある中性原子が
一つの量子状態に凝縮する現象で、量子情報処理に必要な高精度の制御
が可能となりました。

この研究により、2001年にエリック・コーネル、ヴォルフガング・
ケテルレ、カール・ワイマン
の3名がノーベル物理学賞を受賞
しています。🔗 出典:Nobel Prize 2001 in Physics – nobelprize.org


2. 日本におけるブレイクスルー:分子研と国産量子機の挑戦

日本でも中性原子方式の研究は進んでおり、分子科学研究所の
大森賢治教授
らによって重要な進展が見られます。特に、
超高速レーザーを用いた二量子ビットゲートの制御速度が従来の
100倍に向上
したという成果は大きな注目を集めました(2022年)。

さらに、2024年には産業界と連携し、国産初の中性原子方式量子コンピューターの開発プロジェクトが本格化しています。
🔗 出典:分子科学研究所 – プレスリリース(2024年2月27日)


3. グローバル展開:PasqalとQuEraの台頭

世界では、フランスのPasqal(パスカル)社がリードしています。
同社は2024年に100量子ビットを超えるシステムを出荷予定とし、
2026年には1万量子ビット規模へのスケールアップを掲げています。

🔗 出典:QBMニュース – Pasqalのロードマップ(2024年2月)

また、アメリカのQuEra社は日本の産業技術総合研究所との間で
約65億円規模の契約を締結し、
先進的な中性原子量子コンピューターを導入予定です。

🔗 出典:時事通信 – 「冷却原子方式」量子コンピューター導入


中性原子方式は、比較的常温で動作可能かつ高いスケーラビリティ
を持つという特長があり、今後の量子技術の本命の一つとして
急浮上しています。その静かな革命は、これからさらに
大きな波となるかもしれません。

中性原子方式量子コンピューターの基礎理論:BECから広がる量子情報の世界

量子コンピューターの実現に向けて、さまざまな方式が研究されていますが、その中でも「中性原子方式」は、特に集積化やスケーラビリティの面で注目されています。この方式の基礎には、ボース=アインシュタイン凝縮(BEC)という現象があり、これが情報工学的な応用への扉を開いています。本章では、中性原子方式量子コンピューターの基礎理論について、以下の3つの観点から解説します。

1. BECと中性原子キュービットの形成

ボース=アインシュタイン凝縮(BEC)は、極低温下で多数の中性原子が同一の量子状態に凝縮する現象です。この状態では、原子間の相互作用が制御しやすくなり、量子ビット(キュービット)としての利用が可能になります。特に、BEC内で形成されるソリトン(孤立波)は、キュービットの論理状態を確立するのに重要な役割を果たします。ソリトンを操作することで、キュービットの作成や制御が可能となり、量子計算タスクに応用されています。

出典: Generation of solitons by initial phase differences between portions of a BECResearchGate

2. リュードベリ状態と量子ゲートの実現

中性原子方式では、原子を高励起状態であるリュードベリ状態に遷移させることで、強い相互作用を引き起こし、量子ゲート操作を実現します。このリュードベリ相互作用を利用することで、2量子ビット間のエンタングルメント(もつれ)を高い精度で生成することが可能です。実際に、リュードベリ状態を介した2量子ビットゲートのフィデリティ(忠実度)は99.5%に達しており、実用的な量子計算に向けた大きな一歩となっています。

出典: High-fidelity parallel entangling gates on a neutral atom quantum computeriopscience.iop.org+4arXiv+4authors.library.caltech.edu+4

3. 集積化とスケーラビリティの利点

中性原子方式の大きな利点の一つは、量子ビットの集積化が比較的容易であることです。光ピンセット技術を用いることで、数百から数千の中性原子を規則的に配置し、それぞれを独立したキュービットとして制御することが可能です。さらに、原子の種類や同位体を使い分けることで、補助的な量子ビットの読み出しをデータ量子ビットに影響を与えずに行う手法も開発されています。これにより、量子誤り訂正の実装が容易になり、量子コンピューターの実用化が加速すると期待されています。arXiv

出典: Neutral Atoms in Optical Tweezers as Messenger Qubits for Scaling up a Trapped Ion Quantum ComputerarXiv

中性原子方式量子コンピューターでのQubit:光で操る量子の最小単位

量子コンピューターの心臓部とも言える「量子ビット(Qubit)」は、情報の基本単位です。中性原子方式では、レーザー光を用いた精密な制御により、個々の原子をQubitとして利用します。この章では、中性原子Qubitの構造と制御技術について、以下の3つの観点から解説します。

1. 光ピンセットによる中性原子の捕捉と配置

中性原子Qubitの実現には、「光ピンセット」と呼ばれる技術が不可欠です。これは、レーザー光の焦点により原子を捕捉し、任意の位置に配置する方法です。この技術により、数百から数千の原子を規則的に並べ、各原子を個別に制御することが可能となります。例えば、QuEra社はこの技術を用いて、原子を高精度に配置し、量子計算を実現しています。

出典: QuEra Technologies – Neutral Atom Platformquera.com

2. リュードベリ状態を利用した量子ゲート操作

中性原子を高励起状態である「リュードベリ状態」に遷移させることで、隣接する原子間に強い相互作用が生じます。この「リュードベリブロッケード効果」を利用することで、2つのQubit間で高精度な量子ゲート操作が可能となります。実際に、Nature誌に掲載された研究では、99.5%の忠実度で2量子ビットゲートを実現しています。

出典: High-fidelity parallel entangling gates on a neutral-atom quantum computer – NatureNature

3. 長いコヒーレンス時間とスケーラビリティの実現

中性原子Qubitは、他の方式と比較して長いコヒーレンス時間を持つことが特徴です。これは、量子状態が外部環境の影響を受けにくいためであり、長時間の量子計算が可能となります。さらに、光ピンセット技術により、Qubitの数を容易に増やすことができるため、大規模な量子コンピューターの実現に向けたスケーラビリティも確保されています。ohmori.ims.ac.jp

出典: Neutral-atom quantum computers – PennyLane DemosEE Times Europe+2Quantum Programming Software — PennyLane+2Quantum Programming Software — PennyLane+2


中性原子方式のQubitは、精密な光制御技術と原子物理学の融合により、高精度かつスケーラブルな量子計算を可能にします。今後の研究と技術革新により、さらに高性能な量子コンピューターの実現が期待されています。

中性原子方式量子コンピューターでの技術的困難

中性原子方式量子コンピューターは、その高いスケーラビリティと精密な制御能力により、次世代の量子計算技術として注目されています。しかし、実用化に向けては、量子誤り訂正やキュービットの読み出しといった技術的課題が存在します。本章では、これらの課題と、それに対する最新の研究成果について解説します。

1. 量子誤り訂正の課題と同位体利用による解決策

量子計算では、外部環境からの干渉や制御の不完全さにより、誤りが発生する可能性があります。これを訂正するためには、補助的な量子ビット(補助キュービット)を用いて、データキュービットの状態を監視し、誤りを検出・訂正する必要があります。しかし、中性原子方式では、補助キュービットの読み出しがデータキュービットに影響を与えるという課題がありました。

この課題に対し、京都大学の研究グループは、イッテルビウム原子の2種類の同位体を用いる手法を開発しました。同位体シフトと呼ばれる遷移周波数の差を利用することで、補助キュービットとデータキュービットを独立に制御・読み出すことが可能となり、データキュービットに影響を与えずに誤り訂正を行えるようになりました。京都大学+1ニュースカフェセンター+1

この成果は、2024年12月10日に国際学術誌「Physical Review X」に掲載されました。京都大学

出典: 京都大学 研究ニュース

2. 高速量子ゲートの実現とその課題

量子ゲートの操作速度は、量子コンピューターの性能に直結します。中性原子方式では、リュードベリ状態を利用した量子ゲートが用いられますが、その操作速度の向上が課題となっていました。

分子科学研究所の大森賢治教授らの研究グループは、超高速レーザーを用いることで、2量子ビットゲートの操作速度を従来の100倍に向上させることに成功しました。これにより、量子計算の実行時間が大幅に短縮され、実用化に向けた大きな一歩となりました。

出典: 分子科学研究所 プレスリリース

3. キュービット配置の精度とスケーラビリティの課題

中性原子方式では、光ピンセットを用いて原子を捕捉・配置し、キュービットとして利用します。しかし、大規模な量子コンピューターを構築するためには、多数の原子を高精度に配置・制御する必要があります。

この課題に対し、QuEra社は、光ピンセット技術を用いて256個の中性原子を高精度に配置し、量子コンピューター「Aquila」を開発しました。この技術により、大規模なキュービットアレイの構築が可能となり、スケーラビリティの向上が期待されています。

出典: Qiita 記事


中性原子方式量子コンピューターは、量子誤り訂正や高速量子ゲート、キュービット配置の精度といった課題に対し、最新の研究成果により着実に前進しています。これらの技術的困難を克服することで、実用的な量子コンピューターの実現が近づいています。

中性原子方式量子コンピューターの世界での開発状況

量子コンピューターの進化は、まさに「静かな革命」とも言える状況です。特に中性原子方式は、他の方式に比べてスケーラビリティや誤り耐性の面で優位性を持ち、世界中の研究機関や企業が注目しています。本章では、最新の開発状況を3つの視点から解説します。

1. Pasqalのロードマップ:1万量子ビットへの挑戦

フランスのPasqal社は、2026年までに1万個の物理量子ビットを実現し、2028年には128個以上の論理量子ビットによる完全な誤り耐性を持つ量子コンピューターの開発を目指しています。このロードマップは、ハードウェアの進化だけでなく、ビジネスユースケースの拡大やグローバルな展開も視野に入れたものです。詳細は以下のリンクをご参照ください。

🔗 Pasqal announces new Quantum Roadmap

2. QuEraの進展:256量子ビットから100論理量子ビットへ

アメリカのQuEra社は、256量子ビットの中性原子量子コンピューター「Aquila」をAmazon Braket上で一般公開しました。さらに、2025年1月には、ハーバード大学を中心としたチームと協力し、48個の論理量子ビットを用いた複雑な誤り訂正量子アルゴリズムの実証に成功しました。今後は、2026年までに100個の論理量子ビットを実現することを目指しています。詳細は以下のリンクをご参照ください。quera.com

🔗 Our Quantum Roadmap – QuEra Computing

3. Atom Computingの躍進:1,180量子ビットの実現

カリフォルニア州のスタートアップ、Atom Computingは、1,225サイトの原子配列を持つ第2世代の中性原子量子コンピューターを開発し、そのうち1,180個の量子ビットを稼働させることに成功しました。これは、IBMの量子コンピューターを上回る量子ビット数であり、スケーラビリティの面で大きな前進を示しています。詳細は以下のリンクをご参照ください。SpinQ

🔗 Discover the World’s Largest Quantum Computer in 2025 – SpinQ

これらの進展は、中性原子方式量子コンピューターが実用化に向けて着実に前進していることを示しています。今後の動向にも注目が集まります。

 

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2025/04/20‗初稿投稿

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日本発、中性原子型量子コンピューターの挑戦【「Yaqumo」が目指す産業応用と拡張性】

2025年、分子科学研究所と京都大学がタッグを組み、日本初の中性原子方式量子コンピューター企業「Yaqumo(ヤクモ)」が誕生しました。量子ビットの拡張性と計算精度を両立する中性原子方式は、これまで主流だった超伝導方式とは異なる新たな可能性を秘めています。イッテイルビウムとルビジウム、それぞれの特性を活かした実機開発が進むなか、Yaqumoは2027年のクラウド提供と量産体制の構築を目指しています。産業界をも巻き込む次世代計算基盤の最新動向を追います。

【1】国産初の中性原子量子コンピューター企業「Yaqumo」誕生

2025年4月、国の研究機関である分子科学研究所は、新型量子コンピューターの実用化を目指し、東京都千代田区に拠点を置く新会社「Yaqumo(ヤクモ)」を設立しました。設立には京都大学との共同研究体制が背景にあり、日本初となる中性原子方式を主軸に置く企業として注目されています。

この新型量子コンピューターは、従来のコンピューターが使用するビット(0か1)に代わり、「量子ビット(qubit)」を用いることで、並列的で膨大な計算能力を実現します。分子研の大森賢治教授と京大の高橋義郎教授が長年にわたり取り組んできた技術が基盤となっており、2027年には企業や研究機関向けにクラウド経由で利用可能な量子コンピューターの提供を目指しています。

このような国家レベルの取り組みは、2023年に理化学研究所が超伝導方式の量子コンピューターを完成させて以降、日本の量子技術をさらに広げる重要な布石といえます。


【2】中性原子方式の特長と拡張性

量子コンピューターの要となるのは、0と1の両方を同時に表現できる量子ビットです。中でも中性原子方式は、個々の原子をレーザー光で捕捉・操作することにより量子ビットとして利用する手法であり、以下のような特長があります。

  • 動作温度が比較的高い(ミリケルビンではなくマイクロケルビン級)

  • 長時間の量子状態の保持(コヒーレンス時間が長い)

  • 高い空間制御性により多数のビット配列が可能

理化学研究所が進める超伝導方式に比べて、極低温冷却などの厳しい環境条件を求められにくく、量子ビットの拡張性と安定性の両立が期待されています。

とくに京大・高橋教授が用いるイッテイルビウム原子は、電子のエネルギー状態が極めて安定しており、高精度な時間制御と量子誤り訂正に向いた性質が知られています。これにより、従来よりも格段にスケーラブルな量子計算系の実現が視野に入ってきました。


【3】中性原子方式のしくみと素材の違い(出典付き)

中性原子方式では、レーザー光で原子を「光格子(optical lattice)」と呼ばれる状態に整列させ、その個々の原子を量子ビットとして制御します。原子は電気的に中性であるため、環境ノイズに対して強く、量子状態を長時間保てるのが大きな特徴です。

この方式で現在注目されている原子素材は主に2つあります。

■ イッテイルビウム(Ytterbium)

■ ルビジウム(Rubidium)

  • 分子研・大森教授グループが利用。2025年に実機稼働を予定。

  • 操作が比較的シンプルで、量子ビット間の相互作用が制御しやすい

  • すでに多くの中性原子実験で使用されてきた実績ある元素

  • 参照情報:naturephotonics 16, pages724–729 (2022)

これら2つの原子は、それぞれ異なる強みを持ち、用途に応じた使い分けがなされています。今後の量子コンピューター開発において、素材選定が計算性能や実装性を左右する重要なファクターとなっていくでしょう。


【4】2027年クラウド提供へ:量産と産業利用を視野に

Yaqumoは研究段階に留まらず、実用化を見据えた開発体制の整備に力を入れています。特に焦点となるのが、量子計算の精度を保つための量子誤り訂正技術の導入と、それに適合するソフトウェアの開発です。

将来的には、量子クラウドサービスとして企業がウェブ経由でYaqumoの量子計算機にアクセスできるようにし、製造・物流・創薬・素材開発など幅広い分野への展開を計画しています。また、量産体制の構築も視野に入れ、社会実装への橋渡しを進めています。

Yaqumo代表の中小司和広CEOは、「設計段階からスケーラビリティを意識し、段階的に処理能力を拡大できるアーキテクチャにする」と語り、大森・高橋両教授も引き続きアドバイザーとして現場を支えています。

このように、Yaqumoの挑戦は単なる技術開発にとどまらず、日本の量子技術を国際的な競争に参入させるための礎となることが期待されています。

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2025/04/19‗初稿投稿
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「未来を創る量子コンピューター—大阪大学での各界研究者による最先端議論」

2024年12月、大阪大学にて量子コンピューターをテーマとしたセミナーが開催されました。本イベントでは、理化学研究所の中村氏、バイオ分野の北野氏、ソフトウェア開発の松岡氏、京都大学の橋本氏(SNSでもおなじみ)、阪大の藤井氏、脳科学の茂木氏、富士通の佐藤氏らが集まり、量子コンピューティングの現状と未来について活発な意見交換が行われました。暗号技術、バイオ分野、AIとの融合など、多岐にわたる視点から議論が進められ、量子技術が今後どのように社会に貢献するのかが探求されました。

量子コンピューターの優位性

量子コンピューターの優位性は、特定の計算分野において古典コンピューターを凌駕する可能性を秘めています。その中でも特に注目されているのが、乱数のサンプリングです。従来のコンピューターでは、数学的なアルゴリズムを用いた「擬似乱数」が一般的ですが、量子コンピューターは量子力学の不確定性を利用して真の乱数を生成できるため、暗号技術やシミュレーション分野での応用が期待されています。

最近の研究では、Quantinuum社の量子コンピューターを用いて、証明可能な乱数(certified randomness)の生成に成功したと報告されています。この技術では、量子コンピューターが生成した乱数が本当にランダムであることを古典コンピューターで検証するプロセスが含まれており、これにより暗号技術の安全性が飛躍的に向上する可能性があります。

しかし、量子コンピューターの優位性は乱数のサンプリングだけに限られるわけではありません。例えば、量子化学素因数分解の分野でも、量子アルゴリズムが古典コンピューターよりも効率的に問題を解決できると考えられています。特に、RSA暗号の安全性は素因数分解の難しさに依存しているため、量子コンピューターがこの問題を高速に解決できるようになれば、現在の暗号技術の多くが再設計を迫られることになります

このように、量子コンピューターの性能を最大限に活かすためには、適切なアルゴリズムの設計が不可欠です。量子コンピューターは万能ではなく、特定の問題に対してのみ優位性を持つため、どのようなアルゴリズムを適用するかがその実用性を左右します。今後の研究と技術開発により、量子コンピューターの適用範囲がさらに広がることが期待されています。

量子コンピューターの歴史

量子コンピューターは、古典コンピューターでは解決が困難な特定の計算問題において優位性を持つ革新的な技術です。特に、乱数の生成や暗号解析、量子化学の分野で注目されており、近年の技術進歩によって実用化への道が徐々に開かれています。本記事では、その歴史を年代順に整理しながら、量子コンピューターの発展を解説します。

1980年代~2000年代:理論の誕生と初期研究

量子コンピューターの理論的な基盤は、1980年代にリチャード・ファインマンらによって提唱されました。1994年にはピーター・ショアが素因数分解を高速に行うショアのアルゴリズムを発表し、従来の暗号技術が量子コンピューターによって破られる可能性が指摘されました。2000年代に入ると、IBMやGoogleなどの研究機関が量子コンピューターの試作機を開発し始めました。

2010年代:技術進歩と初期の実証

2010年代には、量子コンピューターのハードウェア開発が本格化しました。2019年にはGoogleが量子超越性(Quantum Supremacy)を達成し、特定の計算問題でスーパーコンピューターを超える性能を実証しました。加えて、暗号技術の安全性を高めるための量子乱数生成の研究が進み、暗号分野での応用が議論され始めました。

2020年代~現在:実用化への挑戦

現在、量子コンピューターはさらに進化を遂げています。Quantinuum社の研究によれば、証明可能な乱数(certified randomness)の生成が成功し、量子技術がセキュリティ分野において重要な役割を果たすことが示唆されました。また、量子化学や金融モデリングなど、新たな分野への応用が検討されており、今後の開発によって量子コンピューターの実用化が進むことが期待されています。

現在(2025年)の日本における量子コンピューターの研究

量子コンピューターの研究は急速に進展しており、日本の理化学研究所では超電導回路を用いたシステムの開発が進められています。2023年には64量子ビット(QBIT)のコンピューターをクラウド上で公開し、さらに2025年には144QBITのシステムを立ち上げるなど、技術の発展が加速しています。

2023年:量子コンピューターのクラウド公開

理化学研究所は2023年3月に国産初の64量子ビット超電導量子コンピューターを公開しました。このシステムは、富士通との共同研究によって開発され、量子シミュレーターとの連携が可能なプラットフォームとして提供されています。これにより、量子化学計算や量子金融アルゴリズムの研究開発が加速すると期待されています。

2025年:144QBITシステムの立ち上げ

2025年には、理化学研究所が量子コンピューター「黎明(れいめい)」を本格稼働させました。このシステムは、世界最大級の量子コンピューター企業Quantinuumと共同で開発され、埼玉県の理化学研究所 和光キャンパスに設置されています。物理・化学・その他の応用分野における量子コンピューティング技術の進歩をリードすることが期待されています。

今後の展望と技術の進化

今後、さらなる量子ビットの拡張と安定性向上が課題となります。理化学研究所では、1,000量子ビット級の超電導量子コンピューターの開発を目指しており、高密度実装技術や量子ゲートの精度向上に取り組んでいます。また、量子コンピューターとハイパフォーマンスコンピューター(HPC)を連携させたハイブリッド量子アルゴリズムの開発も進められており、量子化学計算の精度向上が期待されています。

量子コンピューターの実用化に向けた研究は今後も加速し、暗号技術や創薬、金融モデリングなどの分野での活用が進むことが予想されます。技術の進化により、量子コンピューターが社会に与える影響はますます大きくなるでしょう。

人類としての資産量子コンピューター

理化学研究所は2023年3月に国産初の64量子ビット(QBIT)超電導量子コンピューターを公開しました。このシステムは、富士通との共同研究によって開発され、量子シミュレーターとの連携が可能なプラットフォームとして提供されています。これにより、量子化学計算や量子金融アルゴリズムの研究開発が加速すると期待されています。

2025年:144QBITシステムの立ち上げ

2025年には、理化学研究所が量子コンピューター「黎明(れいめい)」を本格稼働させました。このシステムは、世界最大級の量子コンピューター企業Quantinuumと共同で開発され、埼玉県の理化学研究所 和光キャンパスに設置されています。物理・化学・その他の応用分野における量子コンピューティング技術の進歩をリードすることが期待されています。

今後の展望と技術の進化

今後、さらなる量子ビットの拡張と安定性向上が課題となります。理化学研究所では、1,000量子ビット級の超電導量子コンピューターの開発を目指しており、高密度実装技術や量子ゲートの精度向上に取り組んでいます。また、量子コンピューターとハイパフォーマンスコンピューター(HPC)を連携させたハイブリッド量子アルゴリズムの開発も進められており、量子化学計算の精度向上が期待されています。

量子コンピューターの実用化に向けた研究は今後も加速し、暗号技術や創薬、金融モデリングなどの分野での活用が進むことが予想されます。技術の進化により、量子コンピューターが社会に与える影響はますます大きくなるでしょう。

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2025/04/17‗初稿投稿

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