100倍速くて省エネ！超電導スイッチとは？

　超電導デバイスでネットワーク通信機器を作れば、従来の半導体デバイスで作るよりも、1000分の1の超低消費電力で、100倍の高速動作が可能なルータやスイッチを実現できることは従来から知られていた。しかし、超電導デバイスが動作する極低温（マイナス269℃）環境を作るためには、取扱いの難しい液体ヘリウムが必要であったり、室温から極低温への高速アクセスが困難であったりすることから、これまでは研究者しか、超電導デバイスを取り扱うことができなかった。
　そこで同プロジェクトでは、一般ユーザも使用できる超電導スイッチの開発に取り組んだ結果、室温からの高速電気信号線を実装した超電導スイッチと、取り扱いが容易な冷凍機とを、標準の19 インチラックに組み込むことに成功したのである（図1）。

　高速ネットワークで使用されるハイエンドルータは、一般にパケットの前処理を行うラインカードと呼ばれる部分と、アドレスに従いパケットを交換するスイッチと呼ばれる部分から構成されている。ラインカードは複雑な処理を行うが、1ポートからのパケットを1つのラインカードで処理することができるので、今後も従来の半導体技術で十分対応できる。しかし、スイッチのほうはすべてのラインカードからのパケットが集中するため、ハードウェア的に高い処理能力が要求される。そこで、今回の開発では図2に示すように、ラインカード部に半導体、スイッチ部分に超電導デバイス（SFQ：後述）を採用することで、半導体と超電導によるハイブリッドルータが実用レベルの段階に達していることを示したのである。

図1　超電導スイッチの外観
資料提供：国際超電導産業技術研究センター

中央の赤い部分の中に超電導チップが入っている