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第230回 ジョセフソン素子

天気がいいと静電気がひどくて大変です。帯電しやすい人には最悪な時期ですね。
今回のお題は

ジョセフソン素子

ジョセフソン素子とは、イギリスの物理学者、ブライアン・ジョセフソン氏によって考案された電子素子です。
絶縁体の間に超電導体を挟んだ時に、そこを流れる電流が電圧に比例して振動電流を発生する「ジョセフソン効果」を利用した素子です。
これにより、シリコン半導体よりも高速な素子が開発されるのです。
クロック数やスイッチング速度がシリコン半導体よりも圧倒的に高いので、この素子なら理想的なコンピュータが作れます。
さらには消費電力も少ないので、省エネや環境面においてもシリコンよりも有利です。
すごく画期的な技術ですね。
しかし、人間の作ったものなのでやはり弱点が存在します。
それは、超電導技術を用いるが故に極低温でしか機能しないという点です。
どれくらい低温かと言うと、約マイナス270度の世界です。
そのため、このジョセフソン素子は常に液体ヘリウムで冷却しなければなりません。
液体ヘリウムが入ってるパソコンなんて、冷たすぎて触れなくなります。
それにヘリウム自体が貴重なガスであるので、コストが高くなってしまいます。
このことがネックとなり、未だに実用化には至ってません。
しかし、日本やアメリカでは積極的に研究され、現在では液体窒素での冷却で大丈夫な素子が出来ています。
あまり違いがないように思うかもしれませんが、約70度の動作温度の向上はすごいと思います。
人からすれば、やっぱりマイナス268度もマイナス196度も変わりないかもしれませんが。
ジョセフソン素子を利用したジョセフソンコンピュータも現在開発中です。
動作環境の問題からなんと1970年から研究されながらも未だに実用化には至ってないのですが。
IT関係の進歩は凄まじいので、もしかしたら数年後に商品化されるかもしれませんね。
ヒートシンクだけで動作してるようなパソコンになるかもしれませんけどね。
見た目はなかなかシュールだと思います。

今回はここまでです。
次回はプライマリーバランスについてです。

*この記事は金曜日担当のヨコショウが書きました。
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