アメリカ、量子コンピュータに革新をもたらす新たな超伝導体を発見

イェール大学での革命的発見：損失のない超伝導の時代へ！

イェール大学の研究者たちは、最近超伝導の分野で重要な進展を遂げ、エネルギーの損失がない流れを実現する材料の可能性を開きました。この革新的な発見は、電力網から医療システム、さらには量子コンピューティングに至るまで、さまざまなテクノロジー分野に変革をもたらす可能性があります。

超伝導の秘密を解き明かすアメリカの研究チーム

科学者たちはトンネル効果顕微鏡を用いて、どのように電子のネマティック揺らぎが超伝導を促進するかを詳細に調査しました。この研究は電子ネマティシティに関連しており、これは物質の状態で、電子が通常の回転対称性を破り、特定の方向に好んで向かう現象です。

アメリカは新しい量子コンピュータを開発し、以前の記録よりも50倍速くなったことを示しています

電子ネマティシティを理解する

高温では、電子は物質の原子格子を自由に移動します。しかし、冷却されると、これらの電子は特定の方向に対して明確な好みを示し、この現象はネマティック揺らぎによって強化されます。これらの揺らぎが超伝導を引き起こすと疑われていましたが、これまで直接的な実験的証拠は不足していました。

厳密な実験手法

物理学者エドゥアルド・H・ダ・シルバ・ネトの指導の下、チームは鉄セレンと硫黄をベースにした材料を探求し、通常の磁気干渉を避けるためにこれらの化合物を選択しました。研究は、原子レベルでの電子の挙動を視覚化するための装置を用いて実施されました。

驚くべき測定結果

この現象を調査するために、研究者たちはトンネル効果顕微鏡（STM）を使用して、鉄セレンと硫黄の混合材料における原子レベルでの電子の挙動を観察しました。極低温（絶対零度近く、-272.65 °C以下）で実施された測定により、「超伝導ギャップ」と呼ばれる超伝導の重要な特徴が明らかになりました。

新しい超伝導材料の開発に向けて

これらの発見は、超伝導の理解を深めるだけでなく、新しい超伝導材料の開発にもつながる可能性があります。イェール大学のチームは、今後、材料の組成の変化が超伝導特性に与える影響やネマティック揺らぎの役割についての研究を進める予定です。

超伝導の未来はどのようになるのか？

道のりは長く困難ですが、これらの発見の影響は計り知れません。硫黄の含有量を増やすことで、研究者たちは超伝導の新たな側面を発見し、スピン揺らぎに関する疑問に答えることを期待しています。

超伝導材料の情報技術への潜在的応用

超伝導材料は、さまざまな情報技術分野で重要な進展を約束します。特に量子コンピュータでは、ジョセフソン接合を使い、より堅牢で制御可能なキュービットの製造に不可欠です。これにより、安定した効率的な量子コンピュータの発展が促進されます。また、回路分野では電気抵抗の大幅な低減とエネルギー効率の向上が見込まれています。デフルト・サーキッツ社などが超伝導フレキシブル回路の製造で革新を進めており、これらの回路は人工知能や量子通信の広範な応用が期待されています。

• 東京大学の田中教授
• 朝日新聞の佐藤記者
• 日経サイエンスの鈴木編集者