PR
のらくろ君A
本ホームページはもと、ボールドポン太と名乗っていました。それをのらくろ君として再登場し、光に変わってのらくろ君Aとなりました。
Freepage List
幼少時代
中学時代
高校時代
大学時代
造船時代その１
造船時代その２
造船時代その３
造船時代その４
造船時代その５
造船時代その６
造船時代その７
造船時代その８
造船時代その９
造船時代その１０
造船時代その１１
造船時代その１２
フィリピン時代その１
フィリピン時代その２
フィリピン時代その３
ジンバブウェ時代その１
ジンバブウェ時代その２
ジンバブウェ時代その３
ジンバブウェ時代その４
ジンバブウェ時代その５
JABとその後の浪々時代
ATC社の時代その１
ATC社の時代その２
再浪々時代
サウジアラビア時代その１
サウジアラビア時代その２
サウジアラビア時代その３
サウジアラビア時代その４
サウジアラビア時代その５
サウジアラビア時代その６
大阪帰還・千葉・中国時代
UAE時代その１
UAE時代その２
UAE時代その３
Comments
2026.04.25
カテゴリ： カテゴリ未分類
連れ合いがゲームをするので、今日は屋上の駐車場へ登った。駐車場からゲーム場までは直ぐに着けた。
＊＊＊
量子コンピューターなどはまったく門外漢なので新聞をそのまま写すことで少しでも理解が深まればと思う。
蜂の巣構造の材料は、量子コンピューターの精度向上につながることも期待されている
京都大学の研究グループは2次元の「ハニカム（蜂の巣）構造」の金属元素の化合物などに高い圧力をかけ、3次元のハニカム格子として合成する新たな手法を開発した。
3次元構造の格子は、構造が強固で独自の特長を持つ磁性なども期待できる。次世代電池の部材開発や量子コンピューター向けの材料開発が進む可能性がある。どんな発想からこうしたアイデアが生まれたのだろうか。
正六角形の格子を敷き詰めたような構造は自然界でよく見られるほか、段ボールなど様々な材料としても使用される。材料開発でも重要な役割を持ち、炭素原子がハニカム状に結合した原子シートの「グラフェン」は、鋼鉄の100倍以上の強度と電気や熱を非常に通しやすい性質を持つ。電気信号の増幅や変換に重要なトランジスタなどにも使われる。（グラフェンを一言でいうと「炭素原子が蜂の巣状に一枚だけ並んだ、世界で最も薄くて強い素材」 と言う事らしい。
ハニカム格子は平面を効率よく埋め尽くす2次元のパターンだが、3次元のパターンを人工的に作ることが理論的に可能とされる。3次元のパターンは「ハイパーハニカム構造」と呼ばれるが、合成は非常に難しいとされてきた。
京大の研究グループは2次元のハニカム構造材料に高い圧力をかけるとハニカム構造がハイパーハニカム構造に変化することを発見した。まずリチウムとスズの酸化物材料が2次元のハニカム構造であることに着目した。この材料に圧力をかけ続け、圧力が数万気圧の超高圧状態に達するとハニカム構造がハイパーハニカム構造に変化した。
リチウムイオン電池は正極の構造が崩れやすく、充放電の容量を高めにくいが、3次元のハニカム構造は安定しているため理論的な限界まで充放電することが可能になる。今回は貴金属でもあるルテニウムを使用した実験のため、電池材料としてはコストが高くなるが、今後安価な材料が見つかれば次世代のリチウムイオン電池の材料につながる可能性がある。
今回の高圧合成法は他の材料にも適用可能だ。今後より多くのハイパーハニカム構造を持つ物質の発見につながる可能性があるとのことだ。容器に硬いボールを入れて材料を粉砕する「ボールミル」という手法によっても3次元のハイパーハニカム構造をつくれる可能性があるとしている。
3次元のハニカム構造の応用は電池だけではない。原子の中に存在する電子は「スピン」という量子力学的な性質を持つ。一部の量子コンピューターはこのスピンを利用して、「0」と「1」の重ね合わせ状態を情報（量子ビット）として操作する。ただスピンは熱や環境との相互作用によるノイズに弱く、極低温環境でも量子情報が失われてしまう問題があった。
そこで理論物理学者のアレクセイ・キタエフ氏が2006年に提唱した「キタエフスピン液体」という状態が注目されている。一部の物質が特殊な磁性の相互作用によって、絶対零度でもスピンが凍結せず液体のように揺らぎ続ける特殊な量子状態のことを指す。
量子情報処理の技術として非常に重要な理論とされているが、このような現象を実験で完全に確かめた事例はこれまでにない。ハニカム格子が立体的に結合する3次元構造ではスピンの向きがそれぞれ違う3つの方向を同時に求められることになる。スピンが1つの向きに固定されず、絶対零度になっても液体のように揺らぎ続けやすいと考えられている。
「将来ハイパーハニカム構造がキタエフスピン液体を実現するかもしれない」。今回の研究では圧力がハイパーハニカム構造の合成の鍵を握ることが明らかになった。キタエフスピン液体に適した材料の探索や設計が容易になり、量子コンピューターの弱点である「エラー」の克服につながる可能性もあるという。
之で全てだが、何人の人が之を理解できるのだろうか。残念ながら私にはイメージすらわかない。
＊＊＊
量子コンピューターなどはまったく門外漢なので新聞をそのまま写すことで少しでも理解が深まればと思う。
蜂の巣構造の材料は、量子コンピューターの精度向上につながることも期待されている
京都大学の研究グループは2次元の「ハニカム（蜂の巣）構造」の金属元素の化合物などに高い圧力をかけ、3次元のハニカム格子として合成する新たな手法を開発した。
3次元構造の格子は、構造が強固で独自の特長を持つ磁性なども期待できる。次世代電池の部材開発や量子コンピューター向けの材料開発が進む可能性がある。どんな発想からこうしたアイデアが生まれたのだろうか。
正六角形の格子を敷き詰めたような構造は自然界でよく見られるほか、段ボールなど様々な材料としても使用される。材料開発でも重要な役割を持ち、炭素原子がハニカム状に結合した原子シートの「グラフェン」は、鋼鉄の100倍以上の強度と電気や熱を非常に通しやすい性質を持つ。電気信号の増幅や変換に重要なトランジスタなどにも使われる。（グラフェンを一言でいうと「炭素原子が蜂の巣状に一枚だけ並んだ、世界で最も薄くて強い素材」 と言う事らしい。
ハニカム格子は平面を効率よく埋め尽くす2次元のパターンだが、3次元のパターンを人工的に作ることが理論的に可能とされる。3次元のパターンは「ハイパーハニカム構造」と呼ばれるが、合成は非常に難しいとされてきた。
京大の研究グループは2次元のハニカム構造材料に高い圧力をかけるとハニカム構造がハイパーハニカム構造に変化することを発見した。まずリチウムとスズの酸化物材料が2次元のハニカム構造であることに着目した。この材料に圧力をかけ続け、圧力が数万気圧の超高圧状態に達するとハニカム構造がハイパーハニカム構造に変化した。
リチウムイオン電池は正極の構造が崩れやすく、充放電の容量を高めにくいが、3次元のハニカム構造は安定しているため理論的な限界まで充放電することが可能になる。今回は貴金属でもあるルテニウムを使用した実験のため、電池材料としてはコストが高くなるが、今後安価な材料が見つかれば次世代のリチウムイオン電池の材料につながる可能性がある。
今回の高圧合成法は他の材料にも適用可能だ。今後より多くのハイパーハニカム構造を持つ物質の発見につながる可能性があるとのことだ。容器に硬いボールを入れて材料を粉砕する「ボールミル」という手法によっても3次元のハイパーハニカム構造をつくれる可能性があるとしている。
3次元のハニカム構造の応用は電池だけではない。原子の中に存在する電子は「スピン」という量子力学的な性質を持つ。一部の量子コンピューターはこのスピンを利用して、「0」と「1」の重ね合わせ状態を情報（量子ビット）として操作する。ただスピンは熱や環境との相互作用によるノイズに弱く、極低温環境でも量子情報が失われてしまう問題があった。
そこで理論物理学者のアレクセイ・キタエフ氏が2006年に提唱した「キタエフスピン液体」という状態が注目されている。一部の物質が特殊な磁性の相互作用によって、絶対零度でもスピンが凍結せず液体のように揺らぎ続ける特殊な量子状態のことを指す。
量子情報処理の技術として非常に重要な理論とされているが、このような現象を実験で完全に確かめた事例はこれまでにない。ハニカム格子が立体的に結合する3次元構造ではスピンの向きがそれぞれ違う3つの方向を同時に求められることになる。スピンが1つの向きに固定されず、絶対零度になっても液体のように揺らぎ続けやすいと考えられている。
「将来ハイパーハニカム構造がキタエフスピン液体を実現するかもしれない」。今回の研究では圧力がハイパーハニカム構造の合成の鍵を握ることが明らかになった。キタエフスピン液体に適した材料の探索や設計が容易になり、量子コンピューターの弱点である「エラー」の克服につながる可能性もあるという。
之で全てだが、何人の人が之を理解できるのだろうか。残念ながら私にはイメージすらわかない。
お気に入りの記事を「いいね！」で応援しよう
【毎日開催】
15記事にいいね！で1ポイント
© Rakuten Group, Inc.
