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量子力学とは 物理学の「土台」、半導体などに応用

きょうのことば

▼量子力学 アインシュタインの「相対性理論」と双璧をなす現代物理学の土台の理論。オーストリアの物理学者シュレーディンガーらさまざまな研究者がかかわり20世紀前半に構築された。半導体技術の発展や化学反応の仕組みの解明で大きな役割を果たし、科学技術の進歩と深い関係をもつ。

量子は原子レベル以下の極微の世界のエネルギーや物質の単位を指し、電子や光の粒である「光子」が代表例にあげられる。量子は「波と粒子の性質をあわせもつ」「複数の場所に同時に存在する」といった日常の感覚では理解しがたい不思議な振る舞いを示す。量子力学はこうした量子の特殊な性質を解き明かす学問だ。

21世紀に入って量子を操り、その性質を利用する量子技術と呼ぶテクノロジーが脚光を浴びる。20世紀に半導体やレーザーの技術に革新をもたらしたのに続き、現在は「第2次量子革命」が進行中といわれる。コンピューター、通信、暗号、センサーの技術を大きく変えると期待を集め、米国や中国を中心に覇権争いが激しさを増す。日本政府は2020年に開発や導入の加速に向け「量子技術イノベーション戦略」をまとめ、世界と競争する体制の整備を急ぐ。

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