なぜ暗号界は常温超伝導に注目すべきなのか？

執筆：Fishery Isla，Biteye コア貢献者

編集：Crush，Biteye コア貢献者

最近、「常温超伝導体」という言葉が世界中で急速に広まり、広範な関心を集めています。関連する概念への投資対象も資本市場で引き続き活発に取引されています。

この物語は7月22日に始まり、韓国の研究チームが常圧常温超伝導体LK-99結晶を発見したとする論文を発表しました。通常の大気環境下で127度以下で超伝導を実現できるとされ、ほぼどんな環境でも超伝導特性を持つことができるとされています。

常温超伝導体は長年にわたり科学者たちが夢見てきた物理の聖杯であり、もしこの発見が真実であれば、第四次産業革命が訪れることは間違いありません。人類社会のすべての電子機器を再交換する必要があり、最も基本的な電線さえも交換しなければならず、すべての業界のゲームルールが根本的に変わることになります。

01 資本市場の遅れた反応

人類社会を根本的に覆す可能性のある研究成果として、世界中で同行評議と再現実験を経て初めて確認され、応用段階に進むことができます。

しかし、学界が結論を出す前に、資本市場は予想通りに狂乱を迎えました。8月1日には、アメリカの超伝導株AMSCが前場で71%急騰し、最高で150%の上昇幅を記録しました。

しかし、通常は最も敏感な資本市場が、韓国チームが論文を発表してから10日目にようやく反応したのは遅すぎました。これまでの炒作の論理と比べて、あまりにも遅れています。その理由を理解するために、論文発表後の10日間に何が起こったのかを振り返ってみましょう。

論文発表時にはあまり注目されませんでした。

一方では、今年の3月にアメリカのロチェスター大学の教授Ranga Diasが常温超伝導体を発表した際に社会的な関心を引きましたが、その後多くの機関が結論に疑問を呈し、誤報と認定されてしまいました。

もう一方では、韓国チームの論文の記述があまりにも幻想的で、学界の既定の認識から逸脱していました。私の直感では常圧常温超伝導体は超先端技術であり、製造過程ではさまざまなハイテクが使用されるはずです。

しかし、今回の韓国チームの論文では、古代の錬金術に匹敵する方法が明らかにされました。つまり、非常に安価な粉末材料を所定の比率で炉に投げ入れて焼くというもので、設備の要求は高校の実験室でもできるほど低いのです。

そのため、一部のTwitterの学術大VはLK-99の実験室を「キッチン」と呼ぶほど、製造プロセスのハードルが低いことがわかります。

ただし、学術的な議論を置いておいて、人間性の観点から考えると、もしこれが学術的な詐欺であれば、製造方法があまりにも簡単で、少ないコストと時間で詐欺を暴くことができるでしょう。

さらに、韓国チーム内での内紛が発生し、第三著者の地位を争っているため（注：ノーベル賞は一度に最大3人まで）、LK-99の超伝導が虚構であれば、チームがこのような馬鹿げたシナリオを演じる必要はありません。

資本市場の狂乱の10日前のタイムラインに戻ると、理論的には3日半でサンプルを焼き出すことができます。しかし、前の9日間、世界中で韓国チームの記述に合致するサンプルは焼き出されませんでした。

しかし、10日目に中米の2つの研究室が超伝導結晶LK-99の製造に関して前向きな結果を発表し、8月1日に資本市場は狂乱を迎えました。

02 LK-99の製造プロセスから予測される実用化までの時間

もし常温超伝導体材料が本当に発見された場合、私たちはどれくらいの時間でこの恩恵を享受できるのでしょうか？

この質問に答えるためには、なぜ世界中の多くの研究室が現在までに数片のミクロンサイズのサンプルしか合成できていないのかを理解する必要があります。LK-99結晶が超伝導特性を持つ可能性がある理由を理解し、韓国チームがなぜこの技術を共有することを望んでいるのかを明らかにする必要があります。

超伝導理論によれば、材料中の特殊な構造が粒子間の圧力を利用して粒子を互いにロックする（クーパー対）ことができれば、常温超伝導が実現できます。

韓国チームは高温焼成を通じて、あるサンプル中にこの特殊な構造を形成しました。つまり、銅粒子が鉛粒子を包み込むことで超伝導効果を実現しました。しかし、この焼成方法は宝くじのようなもので、粒子が焼成過程で特定の位置にランダムに移動しなければ、韓国チームの映像効果を再現することはできません。

したがって、一見簡単に見える製造プロセスが第三者の再現実験で非常に困難である理由が説明され、韓国チームがサンプルをなかなか出せない理由も説明されます。

同時に、韓国チームが秘密を放棄し、この技術の詳細を公開することも理解できます。なぜなら、彼らが公開したように1999年にこのLK-99を発見し、何年も秘密にしていたにもかかわらず、実際に手に取れるサンプルすら焼き出せないのであれば、秘密を続けることには他者に先に発表されるリスクがあるからです。

それなら、直接公開してノーベル賞の候補を確保し、すでに申請した特許で利益を得る方が良いでしょう。

現在の世界の研究室の再現結果から、韓国チームの論文に提供された方法でLK-99を製造する成功率が非常に低いことがわかります。このような宝くじ式の製造方法は、実験室の検証段階にのみ適しています。

もし将来的にLK-99が超伝導特性を持つことが確認されれば、次のステップは科学者たちが銅粒子が鉛粒子を包み込んで特殊な通路を形成するための大規模で低コストな方法を研究する必要があります。これは簡単なことではなく、その時には各国政府が産業の協力を必要とし、最終的に常温超伝導材料の大規模化が実現されるでしょう。その時まで、私たちが言う第四次産業革命はようやく幕を開けるに過ぎません。

私たちが利用できる民生用電子消費品に超伝導が普及するには、少なくとも20〜30年の時間が必要です。

超伝導体が優先的に使用されるシーンは、大出力・高精度の分野、例えば軍事工業や宇宙産業です。消費電子に普及するためには、明確な応用シーンと有効なビジネスモデルを確立し、明らかなユーザー体験の向上と利益の余地を示す必要があります。

さらに、超伝導体の導入には電子産業チェーンのアップグレードと改造が必要であり、電源、制御、インターフェース、製造設備などの全面的な適合が求められます。材料からコンポーネント、製品への全体的なアップグレードには長い周期が必要です。

総合的に見て、技術から産業化、商用化までの全過程を考慮すると、民生用電子製品の開発と生産に超伝導体を大規模に応用するには、20〜30年の時間が合理的な見積もりです。

したがって、短期的にはLK-99が超伝導特性を持っていたとしても、それは実験室や学術的なレベルにとどまるでしょう。今回の資本市場の動きは、明らかに投機的な炒作に基づくものです。

03 超伝導時代のAIとWeb3（ブロックチェーン）

最後に、人類が本当に常温超伝導体を製造した場合、何を意味するのか、そして他の技術革新分野への影響を展望してみましょう。

マクロ的には、最も直感的な影響は電気電子製品にあり、すべての電力システムに関連する設備や製品が受動的にアップグレードされ、重量と体積が大幅に減少し、数十年にわたる持続的な需要が生まれます。

このような膨大な需要の下で、超伝導体は数兆ドル規模の新興産業をもたらし、現在の性能が劣るモーターや電線を交換するだけでも、非常に大規模なプロジェクトとなり、雇用需要も異常に大きくなり、現在の低迷した世界経済を完全に活性化することができるでしょう。まるでかつての電気化技術が全世界を変革したかのように。

同時に、産業構造も再構築され、多くの伝統的な業界が転換の圧力に直面することになります。

マクロ的には、超伝導技術は世界のバリューチェーンを再構築し、技術大国や製造業大国がその中で優位に立つことになります。

超伝導技術を掌握することは、国家の総合力を向上させる鍵となります。それは、国家の経済、産業、防衛などの未来の地位に直接影響を与えるでしょう。これにより、各国が超伝導分野で競争を激化させることになります。また、貿易の流れや内容も変わり、関連する原材料が新たな重要な貿易商品となるでしょう。

具体的な業界においては、伝統的な電力、電子、情報などの分野が破壊的な衝撃に直面します。一部の新興産業チェーンは、伝統的な業界の変革の中で新たな成長点となるでしょう。例えば、現在最も資金を集めているAIやブロックチェーンなどです。

現在、AIの発展はハードウェアの計算能力に制約されていますが、超伝導材料がチップ業界に応用されれば、計算能力は質的に向上するでしょう。その向上の程度は、人類の超伝導研究の深さに依存します。超伝導は電子回路の向上に対して2つのレベルがあります。

第一のレベルは、類似のトランジスタ構造に超伝導材料を使用する（超伝導コンピューティング）ことで、チップはより速くなり、性能は数倍向上し、消費電力も低くなり、現在の伝統的なトランジスタよりも密にパッケージ化できるようになります。現在のAIトレーニングの規模は問題ではなくなります。

さらに深いレベルでは、超伝導特性のさらなる研究を進め、量子超伝導計算（超伝導量子計算）の分野を開拓することになります。これは指数関数的な向上をもたらすでしょう。

超伝導量子計算は固体量子計算の一分野であり、量子コンピュータの範疇に入ります。超伝導量子ビットを人工原子や量子ドットとして使用し、超伝導電子回路を実現します。

Google、IBM、Intelなどのインターネットやチップの巨人企業は、超伝導量子計算の研究に長い間取り組んできており、いくつかの技術を蓄積しています。もしLK-99が本当に超伝導特性を持つのであれば、人類の量子計算の研究は大きな一歩を踏み出すことになるでしょう。

量子コンピュータについて話すと、ブロックチェーンへの影響についても触れざるを得ません。

安全性の観点から、量子コンピュータはハッシュ関数を解くのが得意ではないため、量子コンピュータはビットコインを掘るためには使用されません。「量子コンピュータを使ってビットコインを掘る」というのは、もともと常識的な誤りです。

量子コンピュータがビットコインに対して脅威をもたらすのは、マイニングではなく、取引への攻撃です。量子コンピュータは、現在のコンピュータでは解決できない（時間がかかりすぎる）数学的な問題、例えば楕円曲線アルゴリズムに非常に得意です。これはほぼすべてのデジタル通貨やブロックチェーンの基盤となるアルゴリズムです。

注意すべきは「特定のクラス」であり、実際にはソフトウェアレベルで楕円曲線を量子計算に耐性のある暗号アルゴリズムに更新すれば良いのです。

さらに、コストと利益の観点から見ると、量子コンピュータを使ってビットコインシステムを攻撃することは実際には割に合わないことです。理由は、ビットコインの基礎的な安全性が保証されなければ、ビットコインの価値の基盤を構成する合意メカニズムとユーザーの信頼が崩壊するからです。

ビットコインが価値の支えを失うと、その存在自体も無価値になります。その時、たとえ攻撃者がすべてのビットコインを手に入れたとしても、それはすでに無価値であるため、この攻撃は完全に意味を失い、夢のまた夢に過ぎません。

逆に、ブロックチェーンの基盤インフラであるDePINは超伝導によって利益を得るでしょう。超伝導技術を通じて、ハードウェアの効率を大幅に向上させることができ、zk計算、分散型ストレージ、分散型伝送などが生産性の新たな革命を迎えるでしょう。ブロックチェーンの確認時間が微細なレベルに短縮され、ブロックチェーンのガスコストが100倍低下し、Web3は真のマスアダプションのiPhoneの瞬間を迎えることになるでしょう。

超伝導材料の突破は、人類文明の進歩を加速させることは間違いありません。それは技術の飛躍をもたらすだけでなく、既存の革新分野、特にブロックチェーンやWeb3にさらなる突破的な成長をもたらすでしょう。

私たちが今できることは、学界からの良い知らせを静かに待つことです。