生物コンピューター 2019 4 7
書名 光の量子コンピューター
著者 古澤 明 インターナショナル新書
私は、かねてから、
電子を使って、コンピューターを作るのは、
もはや限界であると感じてました。
「結局、熱には勝てなかった」
このように書いても、わかりにくいかもしれません。
たとえば、電気ストーブを連想すると、わかるでしょう。
電気ストーブは、石油ストーブに比べれば、
安全で軽量ですが、大量に「電気を食う」でしょう。
電気ストーブを使って、
石油ストーブ並みに部屋を暖めるとなると、
電気を大量に消費してしまいます。
かつて、パソコンでは、CPUの速度競争が行われました。
たとえば、「Pentium」というCPUは、
普及版では、75MHzで登場しましたが、それが133MHzになり、
さらに、350MHz、450MHz、ついに1GHzを超え、
その後、さらに加速して、「Pentium4」では軽く3GHzを超えました。
しかし、それ以上の高速化は難しいものとなりました。
高速化すればするほど熱が発生するからです。
基本的に、電力というものは、熱になって消えていくのです。
CPUの高速化によって、
「CPUの上で、目玉焼きができる」とまで言われたものです。
そのため、CPUの上には、「CPUクーラー」を装着して、冷却しています。
そういうわけで、電子を使ってコンピューターを作るのは、
限界があると考えていました。
そこで、生命科学の本だったと思いますが、
「DNAは、素材としては丈夫なので、
コンピューターの部品として使えるのではないのか」と書いてありました。
DNAは、生命科学関係の部品として売られていて、
DNAを使ったCPUを作れば、もう熱に悩まされることはないと思っていました。
こうした分野は、まだまだ発展途上であり、
分子レベルの部品、分子モーター、分子ロボットが考えられます。
さて、そういえば、光は粒子だったことを忘れていました。
光は、粒子であり、波でもあることを証明したのは、
相対性理論のアインシュタインだったでしょうか。
もちろん、電子も、粒子であり、波でもあるのですが、
電子には「電荷」がありますので、
あちこち動くには、「抵抗」（熱）が発生します。
その点、光の粒子は、電荷がありませんので、
自由自在に動けるはずです。
ところで、話が脱線しますが、
私は、こんなことを考えています。
陽子も中性子も電荷があるかないかの違いだけで同じようなものです。
電子もニュートリノも電荷があるかないかの違いだけで同じようなものでしょう。
「弱い力」の作用によって、
陽子と中性子は相互に変換されますが、
同じように、電子もニュートリノも相互に変換されるということでしょうか。
ベータ変換 2017 11 5
2017年のノーベル物理学賞は、
「重力波」を世界で初めて観測することに、
大きな貢献をしたアメリカの研究者が選ばれました。
こうした研究成果に関連して、
私は、ふと思ったことがあります。
それが、「ベータ変換」です。
このような記事を読んでいて、重力波と関係ありませんが、
「弱い相互作用」、つまり「弱い力」によって、
「ベータ変換」が起こることについて、
いろいろなことを連想してしまったのです。
「弱い力」とは、明らかにネーミングが悪いですが、
物理学上の「四つの力」のことです。
「強い力」、「電磁力」、「弱い力」、「重力」。
「弱い相互作用」では、言葉が長いので、
「弱い力」と書きますが、
こうした「弱い力」によって、原子核は別の原子核に変化します。
ある原子核の中性子は、
「弱い力」によって陽子に変わり、
電子と反ニュートリノを放出する。
また、ある原子核の陽子は、
中性子に変わることによって、
陽電子とニュートリノを放出する。
このように原子核が変わることを
「ベータ変換」と言います。
「弱い力」による相互作用は、
あるものは数時間程度で、
あるものは数年もかかると言われています。
世間の注目が集まるのは、
「重力」と「電磁力」であり、
「弱い力」はマイナーでしょうが、
私は、「弱い力」に興味があります。
陽子も中性子も電荷があるかないかの違いだけで同じようなものです。
電子もニュートリノも電荷があるかないかの違いだけで同じようなものでしょう。
「弱い力」の作用によって、
陽子と中性子は相互に変換されますが、
同じように、電子もニュートリノも相互に変換されるということでしょうか。
そうなると、「弱い力」そのものの正体に迫ってみたいものです。
こうした「弱い力」を、
科学技術で実用的に利用できないものか。