常温超電導

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2020年10月、アメリカのロチェスター大学のRangaDiasらの研究チームが室温超電導物質を発見し、論文がNature に掲載されました。260万気圧ですが、炭素質水素化硫黄(Carbonaceous sulfur hydride)が15℃で超電導状態と観測されたということです。ちなみに大気圧下における超電導物質の最高温度記録は、銅酸化物でマイナス135℃です。

常温超電導のアプリケーション

こちらの動画では、室温超電導の応用として、次のものが紹介されています。

  • 送電線の電気抵抗により失われている年間2億メガワット時(MWh)を節約できる送電網(米国で年間200億ドルの節約)
  • 浮揚した列車やその他の輸送手段を推進する新しい方法
  • MRIや心磁図などの医用画像およびスキャン技術
  • デジタルロジックおよびメモリデバイステクノロジー用のより高速で効率的な電子機器

研究チームは、現在、より低圧力下で超電導動作をする化合物の探索に力を入れているそうです。それにより、経済的に超電導物質を大量生産することができ、日常生活の応用も促進される可能性があります。水素化合物は超電導物質のパラダイムシフトを引き起こす可能性があると見られています。

高温超電導物質探索の歴史

高温超電導物質探索の歴史

Department of Energy (Transferred by RJB1/Originally uploaded by Materialscientist), Public domain, via Wikimedia Commons

この室温15℃が如何に画期的かは、上記の図を見れば分かります。150Kというのはマイナス123度、液体窒素でもマイナス196度ですから、今まで実用化には程遠い状態でした。15℃でなくても、家庭用冷蔵庫で実現可能なマイナス20度以上で、大気圧での超電導が実現できれば実用化が一気に進む可能性があります。

ジョセフソン素子

常温超電導と聞いて思い出すのはジョセフソン効果とジョセフソン素子、ジョセフソンコンピューターです。超電導体を絶縁体で挟むとトンネル効果により電流が流れるというものですが、この時のスイッチング速度が通常のシリコン半導体よりも格段に速いため、これを用いた論理回路の研究が続けられています。ジョセフソン素子が常温で使えるようになったら、この研究が促進されることになります。ジョセフソン素子を使って機械学習したらAIの性能が飛躍的に向上するかもしれません。

シンギュラリティ年表

2012年は奇跡の年です。ディープラーニングニューラルネットワークによる画像認識エンジンが画像認識コンテストで初優勝した年であり、キャットペーパー論文が発表され、同時に遺伝子編集のクリスパーキャス9酵素が論文発表され、ビットコイン財団が設立された年です。シンギュラリティ革命の萌芽が全て出現し、もの凄い勢いで拡大し始めた年なのです。
シンギュラリティ年号起こった出来事
シンギュラリティ元年(2012年)DNNが画像認識コンテスト優勝。グーグルのキャットペーパー論文発表(教師無し学習だけでコンピューターが猫を認識できた)。音声認識ソフトgoogle now公開(apple siri は2011年公開)。クリスパーキャス9酵素の論文発表。ブロックチェーンを運営するビットコイン財団設立。
シンギュラリティ2年(2013年)カナダバンクーバーのWavesコーヒーショップに世界初のビットコインATMであるRobocoinマシンが稼働開始。NASA,Google,USRA(米国大学宇宙研究協会)が共同で、Quantum Computing AI Lab(量子コンピューターAI研究所)を設立。
シンギュラリティ3年(2014年)ケビン・エスベルトの遺伝子ドライブ論文発表。クリスパーキャス9を使って、クリスパーキャス9の遺伝子を組み込むことにより、種全体の遺伝子を操作できることが判明した。amazonがスマートスピーカーECHOを発売。
シンギュラリティ4年(2015年)DNNディープニューラルネットを用いた画像認識エンジンが人類のエラー率を下回った。中国で、ヒト生殖細胞の遺伝子編集実験。Google brain が ディープラーニング機械学習ライブラリTensorFlow のソースコードを無料公開。国連総会でSDGs採択。IPFSアルファ版リリース
シンギュラリティ5年(2016年)クレイグベンターの研究グループが、53万塩基対の人工細胞DNA合成に成功し、JCVI-syn3.0 ミニマルセル(最小細胞)と名付けられた。人工生命体(原核細胞)の誕生である。スイス連邦工科大学のソーラープレーンが世界一周飛行に成功。太陽光エネルギー時代の幕開け。DNNディープニューラルネットを用いたalphagoが世界戦で優勝経験のある韓国のトップ棋士イセドル9段に4勝1敗と勝ち越した。IBMが量子コンピューターのクラウドサービス IBM Quantum Experience を公開。
シンギュラリティ6年(2017年)DNNディープニューラルネットを用いた音声認識エンジンが人類のエラー率を下回った。機械学習を用いた囲碁AIソフトalphagoが囲碁チャンピオン中国の柯潔9段に3連勝し、将棋AIソフトponanzaが将棋名人に勝利した。Alibaba子会社Alipayが顔認証決済サービスを開始。
シンギュラリティ7年(2018年)DNNディープニューラルネットを用いた自然言語認識エンジンがwikipedia読解問題で人類の正答率を超えた。LIDARレーザースキャナを搭載した世界初の市販車アウディA8発売。遺伝子編集によりHIV感染しにくくなった赤ちゃんが中国で誕生。米国アリゾナ州フェニックスでwaymoの自動運転タクシー商用運転開始(運転手なし自動運転レベル4)。
シンギュラリティ8年(2019年)グーグルが量子超越性(量子コンピューターが特定課題においてシリコンなどの半導体による古典コンピューターの性能を超えていること)を実証。ビットコインで支払うことができるVISAデビットカードcoinbase cardサービス開始。IBMが量子コンピューターIBM Q System One発売。
シンギュラリティ9年(2020年)ロチェスター大学の研究グループは15℃で超電導状態を示す炭素質水素化硫黄化合物を発見し、常温超電導の扉を開いた。新型コロナウイルス対策として人工合成されたmRNAワクチンが実用化。
シンギュラリティ10年(2021年)braveブラウザ1.19.86がIPFSを初めて標準搭載した。

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