「Hugo de Garis - ナノスケール、フェムトメートルスケール技術を超えた革新」-日本語字幕動画- 2023-08-02 12-03-01

2023/08/02 Hugo de Garis - ナノスケール、フェムトメートルスケール技術を超えた革新https://www.youtube.com/watch?v=6Qit7CkV-b4
2014/08/04の日本語字幕動画

フェムトテック: クォークとグルーオンを使用したフェムトメートルスケールでの計算 クォークとグルーオンの特性を (原理的には) フェムトメートル (10^-15 メートル) スケールでの計算を実行するためにどのように使用できるか。私はフェムトテックの可能性について 20 年間断続的に考えてきました。ナノテクノロジーが十分に確立され、資金も十分にある今、フェムトテックの可能性について考え始める時期が来たと感じています。「ピコテックはどうなの？」と思われるかもしれません。— ピコメートル（10～12メートル）スケールのテクノロジー。この質問に対する簡単な答えは、自然はピコメートルスケールでは何も提供しないということです。原子の大きさは約10〜10μmです。自然界で次に小さいのは原子核で、その約 100,000 分の 1、つまり 10 ～ 15 メートルの大きさ、つまりフェムトメートル、または「フェルミ」です。原子核は陽子と中性子（つまり「核子」）で構成されており、これらは、「グルーオン」と呼ばれる質量のない（光子のような）粒子によって結合（「接着」）されている 3 つのクォークで構成されていることが現在わかっています。したがって、フェムトテックの可能性について考え始めたい場合は、おそらくクォークとグルーオンがどのように動作するかを調べ始め、これらの動作が技術、つまり計算と工学を生み出すような方法で操作されるかどうかを確認する必要があるでしょう (建築物）。私のバックグラウンドはコンピューター サイエンスであるため、このエッセイでは計算面に焦点を当てます。ARCing (退職後キャリア) を始める前、私はコンピュータ サイエンスの教授でしたが、フェムトテックの可能性を推測するために米国の保守的な NSF や軍事資金提供者から助成金を獲得できる可能性はゼロだと考えていました。でも今は「賭け者」ではなくなったので、好きなことを自由にできるようになりました。そして、自分の情熱を追求するために、10億人の強力なアーサーの「軍隊」に参加することができます。そこで私は、QCD (量子色力学)、つまり強い力の数理物理理論、またはより現代的な言葉で知られる「色の力」の研究を始めました。私にはコンピューター サイエンスのバックグラウンドがあるため、QCD の教科書を読み漁るときに何を調べれば、コンピューター サイエンスの概念を QCD の現象にマッピングできるかがわかりました。ビットと論理ゲート : 計算の核心 フェムト レベルで計算したい場合、どうすればよいでしょうか? 何が必要ですか? 私にとって、（デジタル）コンピューティングの重要な要素はビットと論理ゲートです。ビットは、ある状態から別の状態に切り替えることができる 2 状態システム (電圧があるかないか、スイッチが閉じているか開いているかなど) です。通常、これらの状態の一方を「1」、もう一方を「0」として表します。2進数として。論理ゲートは、ビットを入力として受け取り、その状態 (0 または 1 の値) を使用して出力を計算できるデバイスです。最も有名な 3 つのゲートは、NOT ゲート、OR ゲート、AND ゲートです。NOT ゲートは、1 を 0 に、0 を 1 に切り替えます。OR ゲートは、2 つの入力のうち 1 つ以上が 1 の場合は 1 を出力し、そうでない場合は 0 を出力します。AND ゲートは、最初の入力が 1 つである場合にのみ 1 を出力します。 AND の 2 番目の入力は両方とも 1 で、そうでない場合は 0 を出力します。理論的なコンピューターサイエンスには有名な定理があります。それは、3 つの論理ゲート {NOT、OR、AND} のセットは「計算上普遍的」である、つまり、それらを使用すると、任意のブール論理ゲートを構築して、任意のブール式 (例: (~X & Y) OR (W & Z)) を検出できます。したがって、これら 3 つの論理ゲートと QCD の現象の間の 1 対 1 のマッピングを見つけることができれば、QCD で何でも計算できます。フェムトメートルスケールの計算ができるでしょう。それが私が求めていた大きな賞だった。そこで、ビットと論理ゲートをマッピングできる QCD の現象を見つけることにしました。すぐにご褒美をもらいました。それは「簡単に実現できる」ケースでした。たまたま私は、（私の知る限り）非常に特殊な種類のチェリーピッキングを念頭に置いて QCD 果樹園を歩き回った最初の人でした。

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