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2019年10月23日、Googleが量子超越を実現したという論文を公開し、量子コンピュータの歴史に新たな1ページが刻まれた。 「量子超越」は、量子コンピュータの歴史における大きな一歩である。Googleの研究チームは、最速のスーパーコンピュータを使っても1万年かかる問題を、Googleの53量子ビット(qubit)の量子コンピュータは10億倍速い、200秒で解けることを示したという。 今後、Googleが示した量子超越性に対して様々な角度から検証がなされていくだろう。量子超越性は、物理学及び計算科学の歴史の1ページに刻まれるべきマイルストーンである一方、量子超越性や量子コンピュータの実用化についても、様々な憶測や誤解が広まっている。 この記事では、Googleが示した量子超越性について前編と後編の2つのパートに分けて解説していく。 前編では、量子超越性を実証するための基本的な考え方、量子

日経の記事利用サービスについて 企業での記事共有や会議資料への転載・複製、注文印刷などをご希望の方は、リンク先をご覧ください。 詳しくはこちら 生物の組織や器官は分子で作られ、もっと細かく見ると原子や電子にたどり着く。ミクロな世界の現象は「量子力学」という物理法則に基づき、生命現象も量子力学を利用すればもっと理解が深まるはずだ。そんな視点で生命科学を見つめ直そうとする研究が活気を帯びてきた。生命の根源的な謎に迫り、病気の治療などにも役立つと期待されている。 「この眼鏡をかけて見てください」。千葉市にある量子科学技術研究開発機構の研究室を...

「その研究は何の役に立つのか」「我々はなぜ心を持つのか」──。 こうした問いに、現在ベストセラー街道を激走中の好著『ディープラーニングと物理学』著者が真摯に向き合う特別エッセイをお届けします。 不思議だと思う心 化学物質の生態系への悪影響を『沈黙の春』という著作で発表し有名になった生物学者に、レイチェル・カーソンという女性がいますが、彼女の執筆した別の著作に『センス・オブ・ワンダー』という短いエッセイがあります。 この著作では自然界に見られるさまざまな物や現象──花や苔、夜空の星々や唸る荒波など──を見たり触ったり聞いたりした時に感じる、ある種の安らぎや驚き、さらにはそこから生じる「不思議だと思う心」を総称し、センス・オブ・ワンダーと名付けています。 物理学や数学を勉強していると、しばしば「何のためにそんなことをするのか」という素朴な疑問を投げかけられることがあります。 この手の質問にうま

なぜ宇宙が始まったのか、なぜ膨張しているのか、なぜ4次元なのか、等の大いなる（そして素朴な）謎への興味はつきませんが、それと同じくらい、なぜ知性が存在するのかというのも興味深い問いでしょう。 物理学者から見た深層学習 ところで、近年の人工知能ブームの根幹にある深層学習の研究論文などを拾い読みしていると、物理学の論文を読んでいるかのような既視感を覚えます。これには3つ理由があると思われます。 1つ目は、機械学習の理論が数学に基づいて展開されることが挙げられます。 もちろん、近代科学というのは、たとえば論文の論理的な展開や統計処理など、多かれ少なかれ論文のどこかで数学を使うわけですが、機械学習の方法は「機械が経験から未知の状況へ適応できるようにするため」の方法論ですので、方法をきちんと記述するために数学を使うことになります。物理学も「自然の法則を記述するため」の方法論ですので、状況は同じです。

跳ね返った水滴が毎分7300回転を超える速度で回転運動するような表面を作製する方法を紹介する論文が、今週掲載される。この知見は、水力エネルギーの回収や、自己洗浄（セルフクリーニング）、着氷防止に応用できると考えられている。 液滴が固体表面にぶつかった後どうなるか（跳ね返るのか飛び散るのか）は、その固体の構造と化学的特性に依存する。しかし、こうした液滴は変形しやすく、液滴と固体の接触時間が非常に短いことから、液滴の挙動を操作することは難題である。 今回の研究で、Yanlin Songたちは、化学的パターン形成法を採用して、疎水性（撥水性）の低接着性表面に高接着性のらせんパターンを作り出した。この表面に液滴がぶつかると、表面パターンによって非軸対称のピン止め力（軸周りに発生する非対称の力）が生じ、跳ね返った液滴が回転運動した。 Songたちは、今回観測されたプロセスによって、液体の運動をきめ細

少し皮をつなげた状態で半分にカットしたブドウを電子レンジでチンすると、プラズマ発光が起こります。この現象は観察されていたものの、これまでその原因が解明されてこなかったとして、研究者が12台の電子レンジを破壊しながら調査を行いました。 Linking plasma formation in grapes to microwave resonances of aqueous dimers https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1818350116 The wrath of grapes: A tale of 12 dead microwaves and plasma-spewing grapes | Ars Technica https://arstechnica.com/science/2019/02/these-scientists-broke

はじめに サンタクロースが赤い服を着ているとされるのは何故だろう。昔のコカ・コーラのキャンペーンのせいといった現実的な主張はひとまず忘れ，赤熱しているからという仮説を考えてみる。 このエントリではサンタクロースが単独犯である場合について考える。単騎で夜（地球の自転を加味して24時間+α）のうちに世界中の子供達にプレゼントを配り切る超越的存在はどのようなスペックを有しているだろう。 移動速度は亜光速 単独犯である場合，サンタクロースは光に近い速さで移動できると推測される。世界中に散らばった配達先を一日で廻る事は、ジェット機やロケットの速度域では到底不可能だ。 どのくらいの速度が必要かは巡回経路長が決める。15歳未満の世界人口は20億人くらいなので、プレゼントの配達先は数億ノード程度。ノードの平均間隔は，配達先が地球表面に均一に散らばっている仮定でO(1) km と推定される（地球の表面積は海

水面に落ちる水滴の様子を超高速カメラで捉えた画像。15・16枚目には、水面下で生じた気泡が写されている。ケンブリッジ大学提供（2018年6月22日提供）。(c)AFP PHOTO / University of Cambridge / Sam Phillips 【6月23日 AFP】真夜中に繰り返され、精神をじわじわとむしばむ「ぽちゃん、ぽちゃん…」という水滴の音──。これまで謎だったこの音の発生の仕組みをついに解明したとする論文が22日、オンライン科学誌「サイエンティフィック・リポーツ（Scientific Reports）」に掲載された。 論文の主著者は英ケンブリッジ大学（University of Cambridge）の学部生サミュエル・フィリップス（Samuel Phillips）さん。この研究に取り組んだきっかけは、フィリップさんを指導するアヌラグ・アガルワル（Anurag Ag

現代物理学の未解決問題を楽しく紹介した最新刊『言ってはいけない宇宙論 物理学7大タブー』(幻冬舎新書)が話題を呼んでいる小谷太郎さん。今回は、X線天文学者で元NASA研究員でもある小谷太郎さんと、日本SF大賞を受賞した『オービタル・クラウド』や、『公正的戦闘規範』(ともにハヤカワJA文庫)などの著作で知られる人気SF作家・藤井太洋さんの対談の様子をお届けする第2回です。多元宇宙論について、小谷さんは『言ってはいけない宇宙論』で「検証不可能だ」としてやや否定的な見方を述べていますが、藤井さんはそれを検証できる可能性を思いついたといいます。果たしてその方法とは？(構成：荒舩良孝) 10の500乗もの多次元宇宙が存在している!? 小谷　物理学は理論と実験に大きく分かれますが、理論家はバランスがすごく難しいと思います。現在存在している科学やテクノロジーばかり見るとあまり飛躍できず、おもしろみに欠け

梅本滉嗣 基礎物理学研究所修士課程学生と高柳匡 同教授は、量子ビットの「Entanglement of Purification」（純粋化量子もつれ）と呼ばれる情報量を計算する新しい幾何学的公式を発見しました。 本研究成果は、2018年3月26日に国際学術誌「Nature Physics」にオンライン掲載されました。 量子もつれの量を幾何学的に計算する公式を著者の一人 ( 高柳 ) がポスドク時代に発見してから１０年以上経過しました。この研究成果は、「宇宙が量子ビットで創られている」という新しいアイデアを生み出し、最近では世界中で活発に研究が進められている大きな研究テーマとなっています。しかし、この発見は氷山の一角に過ぎませんでした。ずっと一般的な公式が存在することが予想されていたにも関わらず、なかなか明確な答えを得ることができなかったのです。ところが、今回、修士課程学生（梅本）の鋭い洞察

車いすの物理学者として知られていたスティーヴン・ホーキング博士が2018年3月14日に亡くなりましたが、その2週間前に最後の論文を書き上げていたことをThe Timesが報じています。ノーベル賞は生存者にしか与えられませんが、ホーキング博士が生きていればノーベル賞受賞もあったのではないかと論文の共同著者は語っています。 [1707.07702] A Smooth Exit from Eternal Inflation? https://arxiv.org/abs/1707.07702 Stephen Hawking’s parting shot is multi-cosmic | News | The Sunday Times https://www.thetimes.co.uk/article/stephen-hawkings-parting-shot-is-multi-cosmic-n

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節分を前に豆の攻撃力はどのくらいが限界か考えてみる。とりあえず鬼は10mほど離れているものとする。 まず攻撃力には精神的な攻撃力と物理的な攻撃力がありそうだ。精神的な攻撃力については汚らわしさ・尊さ・惨めさ等いろいろな方向性があるがここでは考えない。純粋に物理的な攻撃力について考える。 まずは豆選び 大質量の豆ほどよい。恥ずかしながらWikipedia大先生から画像を引っ張ってくるとEntadaまだは藻玉とよばれる豆があるようだ。大きいもので70 mm程度と，砲弾サイズだ。 Wikipedia (Bart Wursten; CC BY-SA 3.0) 豆の定義や遺伝子組換えによる大質量化の可能性は脇において，この豆を使おう。 射出速度 想定するレギュレーション次第だが速いほどよい。 鬼に当たるまで豆が元型を留めることをレギュレーションに含めても，このサイズの豆なら超音速で射出しても鬼に到達

16世紀から17世紀頃のガリレイやニュートンの時代に始まったとされる人気のゲーム、「物理」の攻略Wikiがオープンしました。高い難易度から早期に“引退”してしまった人にとっては、もっと早くからこのWikiがあれば……と思わずにはいられないかもしれません。 物理 攻略 Wiki このWikiは、「物理の学習者が『大学の学部卒業』レベルになるまでに必ずぶつかるであろう困難の数々をクエストという形で面白おかしく表現して、多くの小目標を視覚化」「それにより学習者を励まし、応援」することを目的としており、「あたかも『物理』という名のテレビゲームが存在しているかのように」物理を紹介していくというサイト。 「メインクエスト」として、以下の11マップが紹介されています。 「力学」の平原 「解析力学」の丘 「電磁気学」の工場 「光学」の洞窟 「熱力学」の火山地帯 「統計力学」の塔 「流体力学」の滝 「相対性

明けましておめでとうございます。2018年の初更新から暴発しました。 業界誌のちょっとした技術解説クラスの記事が出来上がってます。金出すから書けと言われたら、3万円でも書きたくない奴ですね。 さて、皆さんは「硬さ」について深く考えた事はあるでしょうか？ さすがに「硬さ」という単語がわからない人はいないと思います。 「長さ」や「重さ」、「強さ」といった一般的な物理量と比較しても劣らない知名度でしょう。 では「硬さとは何か」を具体的に説明できますか？ 今回は触れませんが「かたさ」は、硬さと堅さ、固さと書き分けられてたりもします。 私、この辺りには一家言あるんですが、その身から言っても「硬さとは何か」というのは永遠の課題とも言えるテーマです。 では、どこがどう課題なのか。 一般的な新書レベルで噛み砕いて書いてみました。構成考えずに書いたので話があっちこっちに飛んでますが、専門的にもそれなりに踏み