2023.10.02 2023.10.03

TEDx要約:スピントロニクス

marugotoyoten

アメリカの凝縮系実験物理学者であるデイビッド・D・オーシャロムが「スピントロニクス：完璧を捨てて量子時代へ」について語りました。この動画の要点と要約をまとめました

スピーカー

デイビッド・D・オーシャロム

専門分野:スピントロニクス
経歴:イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校で物理学の学士号を取得し、コーネル大学で実験物理学の博士号を取得。シカゴ量子交換所の所長であり、シカゴ大学プリツカー分子工学学校のリュー家族教授を務めています。以前はカリフォルニアナノシステム研究所の所長であり、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の物理学部で教授を務め、電気・コンピュータ工学の学科でも関連する教員でした。ヒルシュ数は96です。

３つの要点

要点１
ミニチュア化の限界と環境への懸念は重要である。
要点２
ダイヤモンド技術の可能性は未来を開く。
要点３
量子マシンにおける欠陥の受け入れは革新をもたらす。

要約

タイトル1:ミニチュア化の限界と環境への懸念
技術が進歩するにつれて、デバイスを小さく、速くすることへの追求は多くの利益をもたらしています。世界中の人々とコミュニケーションを取ることができ、複雑な問題を容易に解決し、新たなフロンティアを探索することができます。しかし、考慮する必要がある課題もあります。1つの課題は、小型技術のための新しい製造プラントの建設費用です。これは高額な取り組みであり、頻繁に行う能力を制限します。これにより、ミニチュア化のペースは私たちが望むほど速くないかもしれません。もう1つの懸念は、古いデバイスを廃棄することによる環境への影響です。新しい、より小さなデバイスにアップグレードする際、古いデバイスを捨てることがよくあります。これにより、環境に害を及ぼす電子廃棄物が生まれます。私たちは、常に小さなデバイスを作り続けるこの道が本当に私たちに適しているのか疑問を持つ必要があります。

タイトル2:ダイヤモンド技術の可能性
シリコンは長年にわたり私たちの技術の基盤となってきました。しかし、別の要素が約束を持っています：ダイヤモンドという形での炭素です。ダイヤモンドは美しいだけでなく、将来の技術に適したユニークな特性を持っています。ダイヤモンドは半導体であり、電気を伝導することができます。また、透明であり、光を通すことができます。そして、おそらく最も重要なことは、非常に強いことです。これらの特性により、ダイヤモンドは高度な技術の創造に理想的な材料です。ただし、ダイヤモンドの高コストが技術への統合を妨げてきました。しかし、完璧な単結晶ダイヤモンドの成長に関する進歩があり、それがよりアクセス可能になってきました。これは、シリコン時代からダイヤモンド時代への移行のアイデアがこれまで以上に実現可能になっていることを意味します。

タイトル3:量子マシンにおける欠陥の受け入れ
ダイヤモンドの世界では、欠陥は必ずしも悪いものではありません。実際、それらは非常に有用なこともあります。欠陥は、欠けた炭素原子や窒素の不純物の形で存在し、電子のトラップを作り出すことができます。これにより、量子操作が可能になります。ダイヤモンドに意図的に欠陥を導入することで、科学者は個々の電子の量子状態を観察し制御することができます。これにより、量子マシンやフォトニック量子回路の構築のための新たな可能性が広がります。驚くべきことに、電子のスピンと窒素原子のスピンの相互作用により、核メモリの作成さえ可能です。このブレークスルーは、情報の保存と処理方法を革新する可能性があります。

タイトル4:量子マシンの影響
量子マシンの開発は、科学と技術の両方に深い影響を与えます。例えば、量子シミュレータは、量子重力や人間の脳のマッピングなど、複雑な現象の理解に役立つことがあります。量子マシンを使用して膨大な量の情報を保存し操作する能力は、材料設計や製薬などの分野を革命的に変える可能性があります。特定の特性を持つ新しい材料を設計したり、より効率的に新しい薬を発見したりすることができると想像してみてください。ただし、量子マシンの全ての可能性を実現するには、量子科学に精通した新世代の量子エンジニアが必要です。これは可能性の境界をem>押し広げるために取り組むべきエキサイティングなフロンティアです。

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