人類は、トランジスタの発明や量子コンピューティングの到来（そして最終的にはその正当性）に匹敵するほど影響力のある、新たなブレークスルーの渦中にあるのかもしれない。LK-99と名付けられたこの化合物は、研究者たちが室温・常圧超伝導体の製造を可能にすると考えている新しい化合物だ。先週金曜日に韓国の研究チームによって最初に発表されたこの論文の主張を検証するため、研究界全体で猛烈な作業が進められている。現時点では、2つの別々の情報源から、これが本物である可能性を示唆する予備的な確認が得られており、中国の研究者たちは証拠動画も投稿している。シートベルトを締めて、これは磁気浮上式の超伝導の乗り物だ。
超伝導体は、電気を一切損失なく伝導できる異色の化合物であり、長年にわたり、複数の研究チームがその成果を主張し（そして撤回し）、論文や発表を行うなど、比喩的な意味での徒労の連続でした。その理由は単純です。人類の現在そして未来の技術にもたらす可能性という点で、実際の超伝導体の発見に匹敵するものはほとんどないからです。16コアの主流CPU（おそらく焼損を防ぐには適切な水冷ソリューションが必要でしょう）が電力損失なしで動作したらどうなるか想像してみてください。電流漏れも、熱という形での電力の無駄もありません。超伝導体は、ほぼ完璧に効率的なコンピューティングを意味します。
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これを世界のスーパーコンピュータにスケールアップすれば、超伝導材料をベースにした数兆個のトランジスタがGPUとCPUタイル上で連携し、人工知能（AI）ワークロードなどを高速化するときのパフォーマンスへの影響が理解できるようになります。あるいは、民生用電子機器、量子コンピューティング（ジョセフソン接合に超伝導体が重要）、そして磁石全般（磁気浮上式鉄道、トカマク核融合炉、磁気共鳴画像法（MRI）、電気モーター、発電機など）の分野でもスケールアップできます。
もし夢の中で電流や磁気を帯びた物体が実現できるなら、超伝導材料はそれらのほとんどの側面を改善すると同時に、これまで人類のバッテリー内に無駄にされていた余剰エネルギーを残す可能性が高い。つまり、環境の持続可能性も重要な要素となる。
LK-99には懐疑論者が予想していた以上の何かがあるかもしれない。2つの研究チームが、予備試験ではあるものの、超伝導に関する主張のいくつかの側面を非公式に確認したと主張しているのだ。米国ローレンス・バークレー国立研究所の研究者シネイド・グリフィン氏は、原論文を精査し、米国エネルギー省のスーパーコンピューター能力を活用してLK-99材料のシミュレーションを行った。この複雑でありながらシンプルな合成物は、ラナーカイト（Pb₂SO₅）とリン化銅（Cu₃P）という鉱物を混合し、4日間かけて多段階の少量バッチ固体合成プロセスで焼成することで得られる。
国立研究所（LBNL）の結果は、LK-99が室温常圧超伝導体であることを裏付けています。1時間前にarxivに公開されたシミュレーションは、LK-99が現代の材料科学と応用物理学の聖杯であることを裏付けています。（https://t.co/4t4D2gIeBp）わかりやすい英語はこちらです… pic.twitter.com/mQNQuO4TFu 2023年8月1日
シミュレーションの結果、研究者はArxivにプレプリント形式の解析レターを発表し、得られた材料が電子が妨げられることなく抵抗なく移動できる超伝導経路を示すことを確認しました。興味深いことに、彼女はこれらの超伝導経路が化合物の非常に特定の領域、すなわち得られた結晶格子の最もエネルギーの高い領域にのみ形成されることに気づきました。
物理学によれば、システムは可能な限り低いエネルギー状態で安定を保つ傾向があるため、「シェイク・アンド・ベイク」方式の製造では、生成される超伝導材料の量は比較的少なくなります。そこで、製造プロセスをさらに改良することで、より多くの材料が得られ、それを採取して超伝導体自体の製造に利用できるようになることが期待されます。
検証への競争⏰前回、7月28日金曜日、クォンは反乱を起こし、MMCカンファレンスで発表しました。リーは聯合ニュースのインタビューに応じざるを得なくなり、3人の著者による論文を撤回し、クォンが4か月前に解雇されていたことを明らかにしました。⏰続き：🇺🇸バージニア：HTキム、肩をすくめる…2023年7月31日
これがなぜ大きな出来事なのかが明確でなかったら、もしLK-99が成功すれば、トランジスタの発明に匹敵する人類にとっての画期的な瞬間となるでしょう。その理由は次のとおりです：https://t.co/Xk90xeFayJ 韓国の元の論文については、https://t.co/JzkgzFBa1Pをご覧ください。そして、私が…2023年8月1日
しかし、おそらく検証の最も明確な兆候として、華中科技大学の中国研究者らが超伝導体の製造工程の再現に成功したと主張し、その証拠として動画をビリビリに投稿した。
上記の動画では、マイスナー効果が物質の超伝導能力の明確な証拠として紹介されています。マイスナー効果とは、超伝導過程によって磁場が放出されることを指します。動画で浮遊する物質が紹介されているのは、このためです。これらの物質はLK-99のマイスナー誘起磁場と相互作用しているのです。
この発見をめぐる物語全体は、科学的なジェットコースターのようなものです。反逆的な科学者、更新された論文、さらに論文内の曖昧な定義とプロセスの説明により再現作業が困難になり、さらにはロシアの土壌科学者（そしてアニメの猫娘）が韓国の元の論文を解体して、マイスナー効果の特徴である浮遊を自分のキッチンカウンター上で明らかにするなど、さまざまな出来事がありました。
これよりずっと単純なプロットの映画は既にたくさん見てきました。これほど画期的な発見がドラマチックに展開されるのは、不気味なほどに適切です。そして、人類がついに常温常圧超伝導体を実現したという明確な発表を、私たちは今も待ち望んでいます。その後も、いつものように、乗り越えるべき物理的な障壁は山ほどあります。
編集 2023 年 8 月 2 日午後 1 時 40 分 (東部標準時):中国の研究者による BiliBili ビデオ を埋め込みました
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Francisco Pires 氏は、Tom's Hardware のフリーランス ニュース ライターであり、量子コンピューティングに関心を持っています。
