共同発表：さまざまな計算を何ステップでも実行できる万能な光量子プロセッサーを開発～日本発「究極の大規模光量子コンピューター」実現に道～
ポイント ２０１７年に発表した「究極の大規模光量子コンピューター」方式において、計算を行う心臓部となる独自の光量子プロセッサーの開発に成功。 開発した光量子プロセッサーが、情報を乗せた１個の光パルスにさまざまな計算を複数ステップ実行できることを示し、従来の回路にない汎用性と拡張性を兼ね備えた万能な動作を実証。 本プロセッサーは応用性も高く、どれほど大規模な計算も最小回路で実行できる「究極の大規模光量子コンピューター」への応用展開はもちろん、他の多彩な光量子技術の実現も加速。 近年、実用化へ向けて特有の強みを持つ、光を用いた量子コンピューターへの注目が高まっています。その中で、２０１７年９月、東京大学 大学院工学系研究科の武田 俊太郎 助教（当時）らは、どれほど大規模な計算も最小規模の光回路で効率良く実行できる「究極の大規模光量子コンピューター」方式を考案しました。今回、同大学院 工学系研究
共同発表：磁気の性質を使って論理演算を実現～電流を流さない新しいコンピューターが期待～
ポイント 磁石の波であるスピン波は、電気を流さず伝えられるため次世代省エネルギーコンピューターへの応用が期待されているが、実際に論理演算を可能にするスピン波回路は実現していなかった。 スピン波回路の形状を制御することで、全ての基本演算パターンを実現するデバイスの実証に成功した。 デバイスの微細化や多段化を進めることで、発熱が少なく処理性能の高い新たなコンピューターの開発が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業の一環として、豊橋技術科学大学の後藤 太一 助教と慶應義塾大学 理工学部の関口 康爾 専任講師らのグループは、磁石の波であるスピン波注１）を位相干渉注２）させることで、スピン波演算素子を実現しました。 これまでのスピン波に関する研究で、位相干渉は実現されていましたが、その演算素子としての機能の実証は不十分でした。また、演算素子の全ての機能を実現するのに不可欠な、否定論理積（ＮＡＮ
電圧で磁気を制御できる新しいトランジスターの開発に成功－室温での電気的な磁性のスイッチングに道－
＜研究の背景と経緯＞ 現在の情報技術を支える半導体エレクトロニクスでは、半導体の中を流れる電子が主な役割を担います。電流は半導体の中にあるたくさんの電子の流れです。外から電界をかけると電子の数が増減して、電流の流れやすさも変化します。このような現象は、電子がマイナスの電荷を持つという性質に起因するものです。一方で、電子は電荷以外にスピンという属性を持っています。スピンは、非常に微量の（量子力学的な）磁気モーメントです。ハードディスクから棒磁石に至るまで強磁性注１）材料では、大量の電子のスピンの向きが一方向に揃っているため、磁力の源の磁場を発生します。このように、電子には電荷とスピンという異なる物理的属性があり、エレクトロニクスや磁気工学で電荷とスピンを使い分けてきました。ところが、１つの電子に電荷もスピンもあるので、工夫次第で両方を一緒に活用することもできます。例えば、磁場をかけてスピンの
世界で初めてマグノンのホール効果を観察－省電力型の電子回路への道を開く－
＜研究の背景＞ シリコン製半導体は、ジュール熱による発熱などの問題により小型化、集積化の限界を目前にしていると言われています。そのため、スピンの自由度を用いたエレクトロニクス（スピントロニクス）による技術革新の可能性が検討されています。電荷の自由度をスピンの自由度で置き換えた場合、電気伝導によるジュール熱の損失を避けることができ、よりエネルギー損失が少ない電子回路を実現することが可能になります。しかし、伝導電子が存在する金属や半導体では、スピンと伝導電子との相互作用によるエネルギー損失を避けられません。 このような観点から、磁性絶縁体におけるスピン流は、将来の省電力電子技術を考える上で極めて重要です。将来、スピン流の注入により磁気メモリの高速制御が可能になれば、情報の伝達担体として電流の代わりにスピン流が重要な役割を担うと考えられています。磁性絶縁体中ではスピンの揺らぎの量子であるマグノン
電気計測による核酸塩基分子の単分子識別―次々世代ＤＮＡシーケンサーの原理実証―
平成２２年３月２２日 国立大学法人 大阪大学 Tel：06-6879-8524（産業科学研究所 広報室） 独立行政法人 科学技術振興機構（ＪＳＴ） Tel：03-5214-8404（広報ポータル部） ＜概要＞ 大阪大学産業科学研究所ナノテクノロジーセンターの川合 知二 教授と谷口 正輝 准教授らは、電気計測の手法により核酸塩基分子注１）をわずか１分子で識別することに成功した（図１）。約１ナノメートル（ｎｍ）の電極間距離を持つナノ電極注２）を用いて、ＤＮＡを構成する核酸塩基分子１個を電極間にはさみ、流れる電流を測定したところ、３つの核酸塩基分子において異なる電流値を示すことを発見し、電流計測により核酸塩基分子の種類を１分子単位で識別できることを実証した。本手法は、アメリカ合衆国の国立衛生研究所が進める１０００ドルゲノムシーケンス注３）を実現する次々世代ＤＮＡシーケンサー（図２）の基本原理とし
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http://www.jst.go.jp/shincho/program/kadai/ju_kadai_h16_15.html
