彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる"招き猫"と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え。(戦
国時代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編のこと
)の兜(かぶと)を合体させて生まれたキャラクタ。愛称「ひこにゃん」。
2023.3.29 11:00
井伊直弼像と彦根城博物館に中央に位置する公園で一期一会観桜会
旧知が再会し三年間の我慢していた酒宴を急遽開催。天候好、桜満開。
春爛漫 一組の新婚お披露目行列や職場仲間(後藤さん)との遭遇もあ
り、用意していたお弁当などをたいらげ、さらに缶ビールを現地調達。
佐々木さんと吉田さんはご機嫌に世間話に桜を咲かせ、長老の「今日一
日一日を気持ちよく生きることが親鸞の教え」との締めにて解散。彼女
の送迎自動車帰宅の途につく。
2056年までに「日本の人口一億を切る
20世紀のほとんどの期間、日本は高度な人口増加を経験する。戦後の
奇跡は、1980 年代までにその急成長する経済が米国に次ぐ第 2 位に急
上昇したことを示す。 この急速な拡大期は、1991 年の資産価格バブル
の崩壊で終わった。いわゆる「失われた10 年」が続き、21 世紀まで続
きました。 日本は経済的にも人口的にも停滞した。2010 年までに、国
の人口は 1 億 2,800 万人でピークに達し徐々に容赦なく減少し始めた。
いくつかの要因が、今後数十年にわたって世界における日本の地位を定
義するこの長期的な傾向に貢献。先ず、日本の出生率は長年低下してお
り、21世紀初頭には世界で最も低い国の1つになる。女性1人あたりの
平均出生児数は 2020年までに 1.34人にとどまり、代替レベルの2.1を大
きく下回った。また、日本は世界で最も平均寿命が長い国の 1 つであり、
その結果、急速に高齢化が進んでいる。65歳以上の高齢者の割合は引き
続き上昇し、生殖年齢の若者の数は減少した。一部の孤立した農村地域
では、この人口動態の変化が非常に深刻になり、コミュニティ全体が消
滅。経済的および社会的要因も役割を果たした。女性の高い教育と雇用
機会、都市化、家族の価値観の変化により、結婚率の低下と出産の遅れ
が生じた。さらに、日本は歴史的に制限的な入国管理政策に従っており、
これにより、仕事や生活のために入国する外国人の数が制限されていた。
これらの要因は、日本の経済、社会福祉制度、および将来の見通しに大
きな課題をもたらし、2040年までに、国は年間約 750,000人の損失に達
した。2056年までに、総人口は 1 億人を下回りました。これは 1960年
代以来の水準。緩和された移民規則を含むいくつかの政策変更の試みに
もかかわらず、この全体的な傾向は世紀の残りの間続き、日本はその状
況の必然性と世界の舞台への影響力の低下の対処に、「管理された衰退
」を達成に苦労する。導入されているソリューションの中には、社会の
車輪を回し続けるためのロボット使用の拡大があり、日本のロボットへ
の愛情と経験 (鉄腕アトムや鉄人28号のごとく、おそらく他のどの国
よりも)すでに確立された産業は、この点で役に立ち、そのように人口
減衰の影響を軽減しうる。
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【再エネ革命渦論 106: アフターコロナ時代 305】
● 技術的特異点でエンドレス・サーフィング
”再エネ・リサイクル・ゼロカーボン最先進国”宣言!
特集|動的π共役系の機能発現 ②
有機ELカラー表示器とペロブスカイト太陽電池の事業開発をコアとして
先端ナノ光構造を用いた高感度バイオセンシング Ⅱ
4.単一生体分子のラマン分光センシング
ラマン分光法は,無染色で生体分子を同定・検出することができるため,高分
析能なバイオセンシング手法として有用であり、ラマン散乱の断面積は
蛍光のそれと比べて10桁以上小さいため,微弱なラマン散乱光をプラズ
モニックな金属ナノ構造を利用して増強して検出する必要がある。この
手法は表面増強ラマン分光として知られており,ラマン増強能が高い金
属ナノ構造の設計・作製が重要となる。筆者らは,ナノギャップアンテ
ナ型の金属ナノ構造を設計・作製し,単一生体分子(ペプチド)のラマ
ン散乱光を検出することに成功している。金属ナノ構造によって増強さ
れたラマン散乱は分子の構造のみならず分子配向にも鋭敏であるため,
ラマンスペクトルの時間変化を解析することによって,ペプチド分子が
回転していることがわかった。生体分子のダイナミクスは抗原抗体反応
機構とも相関があるため,基礎医学と臨床医学の両観点からも,このよ
うな生体ダイナミクスを一分子スケールで解析することは大変意義深い。
図3.ナノギャップアンテナを用いた単一生体分子ダイナミクスのラマ
ン分光
5. 超解像振動分光イメージング
光の回折限界を超越した空間分解能で分光イメージングをおこなう手法
は,組織切片内の微小な病変箇所の特定などに有効。前出の金属ナノ構
造を用いたラマン分光法を応用すると,バイオイメージング分析が可
能となる。この場合,基板上に固定した金属ナノ構造を用いるのではな
く,走査型プローブ顕微鏡のプローブ探針を金属コートしたものを用い
る。金属ナノ探針先端に誘起される光増強場をナノ光源として用い,試
料表面上を2次元走査することによって,ナノラマン分光イメージングが
可能となる(図4)。この手法は探針増強ラマン分光法と呼ばれ,筆者
らはこれまでに,カーボンナノチューブや二次元原子層材料のナノ分光
分析に応用してきた。現在は,基礎医学研究者と共同で,生体材料や細
胞などのナノラマン分光イメージング分析に取り組んでいる。
図4 細胞・生体組織切片の超解像ラマン分光イメージングの概念図
ラマン散乱と相補的な情報を与える赤外吸収も,バイオメディカルイメ
ージング分析への応用が精力的に行われている。一般的な赤外顕微鏡の
空間分解能は5μm程度に制限されるが,試料が赤外光(ポンプ光)を吸
収した際の微小な熱膨張や屈折率変化を,可視光(プローブ)光を使っ
て検出すると,サブミクロンの空間分解能で赤外吸収分光が可能となる。
この顕微鏡は中赤外フォトサーマル(Mid-Infrared Photothermal:MIP)
顕微鏡と呼ばれ,国内では東大の井手口らのグループが先進的な研究を
おこなっている。著者の理化学研究所は矢野隆章は、MIP顕微鏡を独自
に構築し,薬剤,生体組織切片,歯科材料などのイメージング分析をお
こなっている。(上図4参照)
この項つづく
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国産超伝導量子コンピュータ初号機の公開
理研が国産初の量子コンピューターを発表しました。スーパーコンピュ
ータと比べてもケタ違いの計算速度を誇り、私たちの世界を大きく変え
ていく可能性があるそうですが、一体どんな活用が期待されているので
しょうか。via TBS NEWS DIG
理化学研究所(以下、理研)、産業技術総合研究所(以下、産総研)、
情報通信研究機構(以下、NICT)、大阪大学、富士通株式会社、日本電
信電話株式会社(以下、NTT)は24日、6者の共同研究グループが、3月27
日に量子コンピューターを理研からクラウド公開し、外部からの利用を
開始を公表。
今回公開する超伝導量子コンピューターは、量子ビットを64個並べた64
量子ビットの集積回路が用いられる。装置には、「2次元集積回路」と「
垂直配線パッケージ」という二つの特徴がある。 2次元集積回路の上
では、正方形に並べられた4個の量子ビットが、それぞれ隣り合う量子
ビットをつなぐ「量子ビット間結合」で接続されており、正方形の中に
「読み出し共振器」「多重読み出し用フィルタ回路」などが配置されて
いる。この4量子ビットからなる基本ユニットを2次元に並べることによ
り、量子ビット集積回路を作ることができる。今回の64量子ビット集積
回路は、16個の機能単位から構成され、2cm角のシリコンチップ上に形
成されている。また、量子ビットと同じ平面上で配線を行う場合、チッ
プ内に並ぶ量子ビットの数に対して、配線を外部へ取り出すための辺の
長さが不足してしまうため、個々の量子ビットに対する制御や読み出し
用の配線の取り回しにも工夫が必要になる。
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図1 垂直配線パッケージ •(左)垂直配線の概念図。量子ビットに対す
る制御・読み出し用配線が信号用コンタクトプローブを介してチップに
対して垂直に接続される。この配線を通してマイクロ波信号の送受信が
行われる。 •(右)量子ビット集積回路チップが装着された配線パッケ
ージ。
図2 垂直配線パッケージ
(左)垂直配線の概念図。量子ビットに対する制御・読み出し用配線が
信号用コンタクトプローブを介してチップに対して垂直に接続される。
この配線を通してマイクロ波信号の送受信が行われる。
(右)量子ビット集積回路チップが装着された配線パッケージ。
-----------------------------------------------------------------
この課題に対しては、2次元平面に配置された量子ビットへの配線をチッ
プに対して垂直に結合させる垂直配線パッケージ方式を採用。さらに、
量子ビット集積回路チップへの配線を一括で接続できる配線パッケージ
も開発した。これらの特徴的な「2次元集積回路」と「垂直配線パッケー
ジ」は、容易に量子ビット数を増やすことを可能にする高い拡張性を備
えたシステム構成となっており、これにより、今後の大規模化に際して
も基本設計を変えることなく対応できるとしている。
また、量子ビットを制御するための信号には、マイクロ波の周波数(8~
9GHz)で振動する電圧パルスが用いられる。しかし、量子ビットごとに
異なる周波数のマイクロ波が必要となることから、共同研究グループは
高精度で位相の安定したマイクロ波パルス生成が可能な制御装置および
これを用いて量子ビットを制御するソフトウェアを開発した。
理研では、今回開発した超伝導量子コンピューターをどこからでも利用
できるよう、「量子計算クラウドサービス」を提供する。量子計算など
の研究開発の推進・発展を目的とした非商用利用であれば、いずれの研
究・技術者でも利用申請できる。ただし、当面は、理研との共同研究契
約を通じて利用手続きを行う形となる。ユーザーは、理研外のクラウド
サーバーに接続することで、超伝導量子コンピューターへのジョブ送信
や計算結果の受信が可能となり、共同研究の目的に合致した用途であれ
ば、超伝導量子コンピューターを利用できる。
共同研究グループは、さらに多くの量子ビットでの量子計算動作を可能に
するため、希釈冷凍機内の配線の高密度化など、さらなるシステム開発
を進めており、また、超伝導量子コンピューターをNISQ応用プラットフ
ォームのテストベッドとして提供しつつ、ユーザーのニーズなどを踏ま
え、公開装置についてもさらなる高度化に向けた必要な研究開発を進め
ていくと説明。今回の量子計算クラウドサービス公開を通じて、量子ソフ
トウェア開発者や量子計算研究者および企業開発者との協力を深めるこ
とで、量子コンピューター研究開発を一層加速するとしている。
【展望】
量子コンピュータの開発は、固体素子初の量子ビット実証から、現在ま
で20数年で発展を遂げてきました。しかし、従来の半導体集積回路を用
いたコンピュータのように、どこでも自由に使えるようになるには、ま
だ長い開発期間が必要です。今後、拡張性の高い集積回路(図6)を主
要技術として、100量子ビット、1,000量子ビットといったマイルストー
ンを達成していく予定である。また、将来的に大規模量子コンピュータ
を実現し、社会実装するために、100万量子ビット級の集積化の技術開発
エラー訂正・誤り耐性量子計算]の実現を探求していく。
図6.スロット ダイ コーティングされた小面積およびミニ モジュール
PSC の優れた太陽光発電性能。 a) HTL としてMe-4PACz を使用した最
適なデバイスの J–V 曲線。 セルは、Fraunhofer ISE CalLab で測定およ
び認証されました。 挿入された表には、太陽光発電のパラメーターが含
まれている。 b) 5 x 5 cm のミニモジュールの J–V 曲線。挿入図はは、
対応する光学画像。
前駆体インク使用スロット・ダイ塗工ペロブスカイトソーラ
変換効率22.54%達成
ドイツの研究者は、ペロブスカイト太陽電池の製造にスロットダイコー
ティングを使用すると、リブ効果が減少したことで、これまでにこの技
術で構築された最も効率的な太陽電池であると主張。
同グループの Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH
の開発グループは、ハロゲン化ペロブスカイト太陽電池のフィルム品質
を向上させる新しい前駆体インク技術を開発。Advanced Energy Materialsに
最近掲載された研究「22%を超える電力変換効率、マイクロモジュール、
および1年間の屋外性能評価を備えたスロットダイコーティングされた
ペロブスカイト太陽電池を可能にするインク設計」では、スロットダイ
コーティングプロセスで2-メトキシエタノールに基づくホルムアミジニ
ウム三ヨウ化鉛(FAPbI3)前駆体インクを使用。 スロットダイは、限ら
れた材料の無駄と低い運用コストで、薄くて均一な膜を堆積するために
使用されるコーティングプロセス。 「スロットダイコーティングは、シ
ートからシートへの連続的なロールからロールへのコーティング、およ
び有機電子デバイスやポリマー太陽電池などの溶液処理可能なオプトエ
レクトロニクスデバイス技術を可能にする最も有望なプロセスの1つ。業
界では、ペロブスカイト・セル製造にスピンコーティングが一般的に使
用されている。同グループは、新しい前駆体インク法は、スロットダイ
を備えたペロブスカイトソーラーデバイスで通常発生し、堆積されたウ
ェットペロブスカイトフィルムに不規則な形状を引き起こす、いわゆる
リブ効果(畝織)の抑制に着目. 「リビングは、インク、スロットダイ
、および基板間の粘性力と毛細管力のバランスが取れていない場合に、
下流のメニスカスで観察される一般的な効果。濃度46%のアセトニトリ
ル (ACN) によってインクの粘度調整。この化合物は、FAPbI3 薄膜の共
溶媒として機能し、その品質と層の均一性を改善。
図2.2つの異なる前駆体インク(i)a)0%ACNおよびb)46-ME/ACN混合(46
%ACN)インクの薄膜層の均一性の比較。(ii)の画像はコーティングされ
た湿潤ペロブスカイト薄膜を示し、(iii)の画像はメニスカスのスケッチ
とその結果生じるリブ現象を示す。アニール後の薄膜の画像を列(iv)に
示し、対応するSEMトップとアニール後のペロブスカイト薄膜の画像の断
面図を列(v)に示す。
同グループは、この技術を小面積の太陽電池に利用し、22.54% の電力
変換効率を達成。これは、スロット ダイ コーティングされたペロブス
カイト太陽電池でこれまでに認定された最高値。 デバイスは、1.088 V
の開回路電圧、24.9 mA cm2 の短絡回路電流、および 83.1%の曲線因
子にも達しました。ドイツの Fraunhofer ISE CalLab がこの結果を確認
した。チームはまた、アクティブエリアが 12.7 cm2で効率が 17.1%の
ミニモジュールも構築。カプセル化されたデバイスの最大電力点を継続
的に追跡する 1 年間の屋外安定性テストが実施され、これらのデバイス
が冬と春の間、最初のパフォーマンスのほぼ 100%を維持し、その後、
より暖かい夏の間はパフォーマンスが大幅に低下することを実証。将来
を見据え、この技術をより大きなデバイス領域に拡張し、さまざまな長
期暴露性能評価を行う。
via https://doi.org/10.1002/aenm.202203898
風蕭々と碧い時代
Jhon Lennone Imagine
【J-POPの系譜を探る:1975年代】