光でON/OFF!光駆動型超伝導トランジスタ

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流行りモノから新技術まで! 5分でわかる最新キーワード解説

光でON/OFF!光駆動型超伝導トランジスタ

2015/06/17


 日々進歩するIT技術は、ともすると取り残されてしまいそうな勢いで進化の速度を高めています。そこでキーマンズネット編集部がお届けするのが「5分でわかる最新キーワード解説」。このコーナーを読めば、最新IT事情がスラスラ読み解けるようになることうけあい。忙しいアナタもサラっと読めてタメになる、 そんなコーナーを目指します。今回のテーマは、光を当てると超伝導状態のON/OFFができる世界初の「光駆動型超伝導トランジスタ」です。データセンターの電力消費を大きく削減し、冷却電力を相殺してもはるかに余りある低電力化・高速化を実現する可能性を秘めた、この新しいトランジスタとはいったいどんなものなのか、あらましを紹介します。

光駆動型超伝導トランジスタ

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「光駆動型超伝導トランジスタ」って何?

 外部電源がない状態でも紫外光を当てると電荷が蓄積するとともに超伝導状態に転移してその状態を保持、可視光を当てると元の状態(絶縁体)に戻るトランジスタ。自然科学研究機構分子科学研究所(協奏分子システム研究センター)の須田理行助教、山本浩史教授、独立行政法人理化学研究所の加藤礼三主任研究員らの研究グループがこの2月に世界で初めての開発発表を行った。今回は山本教授に概要をうかがった。

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どんなメリットがあるの?

 超伝導は物質中の電気抵抗がゼロの状態のこと。回路などでの電力ロスがなく、発熱もしないことから、もし超伝導状態で動作するマイクロプロセッサ、キャッシュメモリや主メモリ、データバス、電源回路、光ファイバとバス間での信号変換装置などが実現すれば、超高速・超低消費電力のデータセンターが誕生する。
 エクサフロップス単位の処理能力が求められるといわれる将来のデータセンターにおいては、既存技術では数GWの電力が必要とされるのに対し、主要デバイスを超伝導化した場合は、超伝導状態を維持するための冷却を含めても、全体の電力コストを大きく削減できる。例えば、各種超伝導技術開発に取り組んでいる名古屋大学では、現状の半導体等の技術を用いたデータセンターの10万分の1の低消費エネルギー化を目指している(http://www.super.nuqe.nagoya-u.ac.jp/alca/research.html)ほどだ。また施設・設備サイズのコンパクト化にも大きく寄与し、巨大な敷地面積と建物を必要としている従来のデータセンターを、冷却設備も含めて家庭のタンス程度の大きさにしてしまうとも言われている。加えて、量子コンピュータ実現のために重要な鍵を握っているのも超伝導デバイスである。そうした超伝導デバイスに新しい機能性をつけ加え、夢のITシステム実現に一歩近づいたのが今回の開発だ。

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