量子カラーがあなたの心を揺さぶる

サイエンス

9月13日

2021年5月28日
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テクノロジーのパイオニア、ジェイソン・ハートラブは、いかにして微小粒子を使い、テレビとその先の未来を再構築しようとしているのか？

文：アダム・コヴァック
イラスト：アラン・マティアス

ジェイソン・ハートラブにとって、技術世界の一部に革命を起こすことは、彼が子供の頃の単純な思いつきから始まった。土曜朝のアニメを見ているときでも、博物館の展示を見ているときでも、多くの子どもたちが抱いたことのある思いだ。パワフルなものや物理的な宇宙の謎に対する子供の無邪気な憧れから生まれる考えだ。

つまり、レーザーは本当にクールだということだ。

ナノシスの社長兼CEOであるハートラブは、兄がUCLAで物理学の修士号を取得するのを見ながら、そのことに気づいた。当時は1970年代で、ハートラブ兄弟の兄は非常に素晴らしい技術を研究していた。その献身ぶりから、彼は "フォトン "というニックネームをつけられた。物理学と科学が可能にするあらゆるものへの愛情は、弟妹に大きな印象を残した。

私はただ、彼が研究室でやっていることを見に行っただけだった。レーザービームの純粋な色を見て、ほとんど魔法のような特性を感じたんだ。誰も見たことがなかったんだ！」とハートラブは言う。「私はこのようなものを見て、畏敬の念を抱いたことを覚えている。

それから50年、ハートラブが光学の分野で大きな影響力を持つ技術的進歩の開発に携わってきたキャリアを経てもなお、その思いは消えない。ヒューレット・パッカード研究所に勤務していた頃、彼は今では一般的となった光学式マウスの共同発明者であった。その後、CMOSイメージセンサー技術の開発に携わり、今まさにポケットの中にあるであろうスマートフォンのカメラの主役となった。

そして今、ハートローブはその最先端への情熱を量子ドットに向けた。その名前は未来的なキャンディーのように聞こえるかもしれないし、ドット自体もSFの世界のように聞こえるかもしれない。基本的に、量子ドットは数ナノメートルの小さな半導体である（DNA分子の幅は約2.5ナノメートル）。これに光を当てると量子ドットが光る。量子ドットをスクリーン上に並べれば、人間は実際にスタジアムにいなくても、サッカーの試合で見たことのない色を見ることができるようになる。簡単に言えば、量子ドットはディスプレイ技術の次のステップであり、ナノシスはそれを可能にする企業なのだ。

量子ドットを作っているのは私たちだけです」とハートローブは言う。「研究モードに入っている企業はたくさんありますが、消費者向け製品として世に出た量子ドットの98パーセント以上は、ナノシスか、ナノシスのライセンス製造パートナーから生まれたものです」。

ドットの研究は1980年代に遡る。ハートラブが初めてこのドットに出会ったのは、2000年代初頭にアジレント・テクノロジーで働いていたときだった。この技術では、マイクロキャビティを使って試薬を含む流路に液体を通す。この技術によって、血液や尿のような液体について非常に精密な測定が可能になったが、ハートラブの想像力をかき立てたのは試薬のひとつだった。

「当時、量子ドットは私にとって新しいもので、基本的には蛍光マーカーとして使われていました。量子ドットはとても小さく、とても明るいので、例えばタンパク質や抗原に付着させることができたのです」。

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例えば、医療用途への応用は明らかだった。しかし、ハートローブは鮮やかな色彩にもっと大きな可能性を見出していた。量子ドットのパイオニアであり、有名なベル研究所の元化学者であるルイス・ブルス博士は、90年代に量子ドットを研究していたときには、それが将来ディスプレイに使われるようになるとは思ってもみなかったと語っている。そこでハートローブのビジョンが生まれた。彼が想像していたものを市場に出すのに障害がなかったわけではない。

「合成が非常に難しく、マイクログラムのものを作るにも非常に高価な工程が必要だった。重金属もあり、誰も扱いたがらなかった。そして、完全に不安定であった。

私がナノシスに来たときは、まだその段階だった。研究室の外では長持ちさせることができませんでした。1キログラムを合成するのに100万ドルほどかかりました。安定性という点では、基本的にどこにもない状態でした」。

あれから13年、技術全体は大きく進歩した。アマゾンは、ナノシスが取り組んでいたことの可能性を見出した最初の企業のひとつである。ハートラブが指摘するように、人々は商品を見て注文し、商品が届いたときに色がすべて間違っていることに気づくのだ。

「彼らは顧客体験を向上させることに意欲的だった。彼らはKindle Fireに量子ドットを使い、それが最初のアプリケーションでした。そこからハリウッドの人々は、より広い色域で物語を伝えることの利点を理解するようになった。

先進的なテレビ市場では、量子ドットスクリーンは全製品の65％を占め、テレビ市場全体の15％にまで達している。

それは、この技術の可能性の表面をかすめたに過ぎない。以前の多くの科学者たちがそうであったように、ハートラブもインスピレーションをフィクションに求めている。彼の考えでは、現実の未来は『マイノリティ・リポート』に登場するような、超リアルなスクリーンがリアルタイムでインタラクティブな触覚体験を提供し、一般人の日常生活の一部になるということだ。

たとえば、前回ウィンドウショッピングに行ったときに見た店頭のディスプレイを思い浮かべてほしい。数年前のウィンドウには、その店の商品を着たマネキンが数体いるだけだったかもしれない。今は、お客が実際に触れることのできるスクリーンがある。しかし、一部の例外を除いて、それらのスクリーンは低解像度で安価だ。そうなる日はそう遠くないだろう。

私たちが取り組んでいるのは、それを改善し、ディスプレイをよりリアルで、内臓を刺激するような、インタラクティブなものにすることです」。

"その店先のウィンドウにあるものは何でも、あなたの経験を豊かにすることができるだろう。もしかしたら、そのショーウィンドウに飾られている服を着たあなたが映し出されるかもしれない。店に入らなくても、その服が自分にどんなふうに似合うかを知ることができる。

この短期間にテクノロジーがどれほど進歩したかを思い起こすまでは、それは奇想天外なことのように思えるだろう。ハートラブがナノシスに入社したのは、量子ドットの商業利用が高価で困難、さらには危険とさえ思われていた頃で、最初のiPhoneが市場に出た年だった。今では、このガジェットのない生活を想像するのは難しい。

失礼だが、ハートラブにとって未来は明るい。

「私にとっては、本当に息をのむような出来事です。2008年にこの会社に入って、小瓶に入った小さな化学薬品を見て、その5年後に最初の製品を発表し、それから8年後には5000万人の人々がこの製品を家庭で使っているという事実を目の当たりにした。急速な技術革新が起こり、それがこれほどまでに広く普及したことは、歴史上他に例がない。"