Hardware Rich Development

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Hardware Rich Development

レーザー、電子、そして不可能を形にする勇気

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初回公開日

July 28, 2025

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この記事は、Quilterの物理法則に基づくレイアウト自動化を使い、NXP i.MX 8M Mini搭載コンピューターを再現した過程を詳しく紹介するシリーズの一部です。 

「私たちはレーザーで加速された電子の世界記録を保持しています。10cmのガスセルから10.4 GeVです。これは理論ではありません。私たちが実際に作ったものなのです。」 — Björn Manuel Hegelich

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なぜ、大きく、危険で、そして見事なものをつくるのか?

物理学を、最後まで読み切れない論文のように抽象的に感じさせる語り方をする人もいます。Björn Manuel Hegelich博士はそうではありません。彼は、ガレージでレーザーを組み立て、一度何かを吹き飛ばし、それからそれを制御し、装置としてまとめ、役立つものにする方法を見つけ出した人のように物理学を語るのです。

私たちはTAU Systemsについて、そして実験室での実験から製品としての装置に至る道のりについて話し合いました。そこで出会ったのは、単に技術力のある創業者ではありませんでした。生涯をかけてその道を追い続け、プラズマ航跡場とは何かを説明するときに今も胸を躍らせている人物でした。

これは野心の物語ではない、と私は感じました。取り組む価値のあるものの核心に寄り添い続ける物語です。多くの人が避けて通る、奇妙で難しく、きわめて物理的な問題に時間とエネルギーを注ぐ覚悟についての物語です。そして、ある日それを製品として世に出すことについての物語です。

物理学の実験室から生産の現場へ

Hegelich博士が博士課程を始めた頃、レーザープラズマ加速はまだほとんど現実のものではありませんでした。黎明期の分野であり、理論と、リスクの高い実験と、まだ名前もないものをデバッグする夜更かしの寄せ集めでした。彼を前へ進ませたのは、これが単なる研究ではないという感覚でした。そこには可能性があったのです。

Los AlamosとUT Austinを経て、何年もかけて物理を実証した後、彼は分岐点に立ちました。その現象の研究を続けるのか、それとも道具として世に送り出そうとするのか。彼は後者を選びました。そしてTAUが誕生したのです。

その結果生まれたのが、従来の加速器よりもはるかに小さなスペースで、10 GeVを超える電子エネルギーに到達する装置です。これは多くの巨大な政府施設を上回る値であり、手のひらに載るガスセルから生み出されているのです。

それでも、学術的なブレークスルーから製品ユニットに至るには、理論以上のものが必要です。チームが必要なのです。

Physicist Bill Phillips observes a tiny glowing cloud of sodium atoms caught by six intersecting laser beams.
物理学者Bill Phillipsが、6本の交差するレーザービームに捕らえられた、かすかに光るナトリウム原子の小さな雲を観察しているところ。

天才、エゴ、そして適切な人材を集めることについて

Hegelich博士のチームには、卒業したばかりのエンジニアから国立研究所のベテランまで、あらゆる人材が揃っています。加速器担当VPは、かつてLos Alamosの加速器部門全体を率いていた人物です。その彼が今では、数人の学生と一緒に働き、新しいものづくりを手伝っているのです。

Hegelich博士の哲学には共感を覚えます。彼が雇うのは、ある分野では卓越していて、それ以外のことについては質問できるだけの謙虚さを持った人たちです。それはめったにない組み合わせです。

彼は、私の心に残ることを言いました。「他の全員より賢い人などいません。でも、全員が何かしらの点であなたより賢いべきなのです。」

これは、優れたチームは意図的に凸凹があるということを思い出させてくれます。尖った強みが欲しいのです。そして、前の職場でどんな肩書きだったかに関係なく、自ら手を動かせる人が欲しいのです。

「ばかな質問」をしよう

恐れが進歩を妨げる様子を、私は目の当たりにしてきました。頭のいい人ほど、特にホワイトボードの前やシニアリードの前では、ばかに見られたくありません。だから質問しない。そして後で物事が壊れるのです。

Hegelich博士は、自分が知らないことを認めるのを習慣にしています。それも人前でです。パフォーマンスとしてではなく、実践としてです。

「これが理解できないのですが、もう一度説明してもらえますか?」は、彼がよく口にする言葉です。それが場の雰囲気を決めます。他の人たちにも同じことをしていいのだという許可を与えるのです。

この対話に加わったSergiy Nesterenkoも、この考えに共鳴しました。彼が質問するたびに、後で誰かがお礼を言いに来たそうです。彼らはこう言ったといいます。「私もわかっていませんでした。言ってくれてよかったです。」

リーダーが不確かさを受け入れる余地をつくるとき、文化は力強く変わります。

良い教授について

Hegelich博士が学術界からスタートアップへの移行について語るのを聞きながら、私はこれまで出会った良い教授たちのことを考えていました。論文を発表して課題を配るだけでなく、授業後も残ってくれ、実験室で議論を戦わせ、折れないようにしながら背中を押してくれた教授たちです。

最近Quilterの他の社員たちと話したとき、彼らがさまざまなエンジニアリング分野について語るのを聞くのは楽しいものでした。学問的には、すべては近似であると学ぶのだという話です。たとえば伝熱を、「これをどう解けばいいかはわからないが、こういう振る舞いをしているのなら、理屈の上ではこのルールに従うはずだ」といった種類の解法を見つけるための万能薬として扱うようにです。それは単に方程式を理解することではありませんでした。それが現実に対応しているかどうかを大切にすることでした。私が熱勾配と金属疲労の相互作用を理解しているのは、教科書のおかげではありません。それらが現実のものとして示されたからです。

Hegelich博士は明らかに、それと同じような思いやりを受け継いでいます。かつての教え子を雇うだけでなく、実験レポートの採点に時間を費やしてきた人にしかできないやり方で、彼らに投資しているのです。

私たちには、そうしたものがもっと必要です。仕事を愛し、その仕事をしたいと願う人たちを愛するメンターが、もっと必要なのです。

待たずに大きなものをつくる

TAU Systemsは、電子機器の試験、医療用放射線治療、素粒子物理学における大きな課題に取り組んでいます。彼らは抽象的なスライドや投資家向けの誇大宣伝でこれらを解決しようとしているのではありません。高度に集束した電子バンチ、相対論的な航跡場、そして入念なエンジニアリングによって解決しようとしているのです。

この領域でものづくりをすることをどう考えているのかとHegelich博士に尋ねると、彼は簡単ではないと認めました。断ることは日々の必須事項です。すべてが重要に感じられるときに優先順位をつけることも、仕事の一部です。しかし、何が重要かをわかっていれば助けになります。

彼は今も研究に携わり、システムを微調整し、国立研究所のスーパーコンピューターでシミュレーションを実行しています。同時に、必要なときには一歩引いてもいます。任せる。信頼する。かつて最も愛していた役割から自分自身を外そうとしているのです。

Operating manual for first general purpose electronic computer.
世界初の汎用電子計算機の操作マニュアル。

つくり手、夢想家、そして未来のエンジニアへの教訓

難しいアイデアを抱えているなら、あるいは自分だけの奇妙な野心の縁に立っているなら、これから先へ持っていくべきいくつかの考えを紹介します。

1. 準備が整う前に始める

Hegelich博士がUTから独立したとき、すべてが見通せていたわけではありません。あったのは確信と、数人の重要な協力者だけでした。それで始めるには十分だったのです。

2. 門番を待たない

誰もHegelich博士に、レーザーを用いた粒子加速を商業化してほしいと頼んだわけではありません。彼はただ周りを見回して、自分にできると気づいたのです。

3. 声に出して質問する

その場にいる人たちも、おそらくわかっていません。そして、誰かが最初に言い出すのを待っているのです。

4. 手放す覚悟を持つ

エンジニアリングのタスクであれ、意思決定の権限であれ、適切な人を信頼すれば、より速く成長できます。

5. ものづくりをしたい人を雇う

どこから来たかは関係ありません。好奇心を持ち、問題を解決する準備ができているなら、チャンスを与えましょう。

「私たちはまだ始まったばかりです。つくるべきものはまだたくさんあります。そしてそれは簡単ではないでしょう。でも、それだけの価値は必ずあります。」 — Björn Manuel Hegelich

もしあなたがアイデアを抱えていて、それが早すぎるのではないか、奇妙すぎるのではないか、難しすぎるのではないかと迷っているなら、これがその合図です。待つのをやめましょう。つくり始めましょう。

Hardware Rich Developmentは、動きの速い世界で高い完全性を備えたハードウェアをつくるとはどういうことかを探るQuilter.aiのシリーズです。エンジニアリングチームを率いている方や、組織内で技術的な意思決定を担っている方で、知見を共有したいとお考えの場合は、ぜひご連絡ください。

私たちは、よりよいハードウェア思考を中心としたコミュニティを築いています。

Quilterを実際に試す

Project Speedrunは、自律的なレイアウトの実際の姿と、Quilterが実現する時間短縮を示しました。次は、ご自身のハードウェアでお確かめください。

利用を始める

設計の検証

仕上げが完了したら、最後に確認するのはハードウェアが動作するかどうかです。電源投入時には電気的な不具合の多くが現れます。エンジニアにとって、緊張と期待が入り交じる瞬間です。

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設計の仕上げ

自律的なレイアウトにより、DRCを実施済みの完成した設計が得られます。仕上げは、製造に向けて最終調整するための短い精密な作業です。

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設計のコンパイル

設計の準備ができたら、次はQuilterに引き渡します。従来のワークフローでは、この段階でエンジニアとレイアウト担当者が設計意図を確認します。Quilterはこの打ち合わせを回路理解のプロセスに置き換えます。プロジェクトをアップロードし、制約条件がどう解釈されたかを確認して、ジョブを実行します。

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