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自然科学研究機構分子科学研究所>学術トピックス
[ 研究の背景]
現代の高速情報処理はシリコンベースの高集積回路に依存しています。
しかし、これ以上高集積化が進行し、絶縁体の幅が数原子層レベルにまで到達すると、
電子のしみ出しによって熱やエラーが発生します。
最新のナノテクノロジーを用いたとしても、電荷を情報の担い手（担体）として用いる限り、
この問題点を避けることはできません。大森グループでは、
これを解決するためには、電気的に中性な物質の量子力学的な波（波動関数）を
情報担体として使えば良いことに着目しました。
フェムト秒レーザーパルスは多数の波動関数に同時にアクセスすることで、
100万通り以上の異なった情報をオングストロームサイズの1個の分子に
入力することができます。この情報密度は、2020年までに計画されている
最高性能のDRAMの100倍以上に達するものです。
分子の波動関数を使ったコンピューターは、情報処理技術の革命的な
ブレークスルーになる可能性を秘めています。
[ 研究の成果]
フェムト秒レベルで整形したレーザーパルスでオングストロームサイズの分子の
波動関数をデザインすることによって、超高速フーリエ変換（UFFT）を
実行する事に成功しました（図を参照）。
フーリエ変換は理学や工学の様々な分野で最も重要な演算の一つです。
実行時間はわずか145フェムト秒であり、これは現在最速レベルのIBM Power6の
クロック周期の1000倍も速いものです。
[ この研究の社会的意義]
電荷に依存する高集積化技術は間もなく限界を迎えますが、
電荷の代わりに電気的に中性な物質の波動関数を情報担体として用いる
この分子コンピューターの概念は、限界を突破する革命的な
ブレークスルーにつながる可能性を持っています。
URLﾘﾝｸ(www.ims.ac.jp)
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