原子が描く「猫動画」の衝撃

原子で動画を作る──そんなSFのような話が現実になりました。

中国科学技術大学（USTC）で行われた研究によって、数千個もの原子をレーザーの“光ピンセット”で自在に操り、ほんの一瞬で好きな形に並べ替える技術が開発されたのです。

また研究チームはその様子を示すため、原子をドット絵の“画素”に見立てて配置し、有名なシュレーディンガーの猫のシーンを“動画”として原子の配置変化で再現することにも成功しました。

なぜこの発明が「原子の世界の新しい時代」を切り開くと言われているのでしょうか？

研究内容の詳細は2025年8月8日に『Physical Review Letters』にて発表されました。

原子の世界で「シュレーディンガーの猫」が上映される

量子コンピュータは「量子ビット」をたくさん使って計算します。

量子ビットとして原子を使う方式は、同じ種類の原子なら性質がほぼ同一で扱いやすいという強みがあります。

原子は真空中でレーザーの力で「光のピンセット」に捕まえることができます。

このピンセットを格子状や好きな形に並べると「原子配列」という計算の土台ができます。

ところが原子は確率的に捕まるため、用意した全ての場所に原子が入るとは限りません。

実験では平均でおよそ65%の場所にしか原子が入らず、残りは空席になります。

空席があると予定した回路が組めず、計算の品質が落ちてしまいます。

そこで空席に向けて原子を移動させ「欠陥ゼロ」の配列を作る工程が不可欠になります。

従来は原子を一つずつ運ぶ方法が主流でした。

このやり方だと原子の数が増えるほど手順が増え、準備時間がどんどん長くなります。