【IT】レーザー光がコンピューターの動作を100万倍速くする[05/22]

スポンサーリンク



1 :しじみ ★:2018/05/22(火) 08:51:41.87 ID:CAP_USER.net
スマートフォンやPCの心臓部にあるCPUでは、0と1のデジタル信号が1秒間に10億回以上も処理されています。
そんな状態でも、さまざまな要因で「このスマホ、動作遅いなぁ……」と思ってしまうこともある中、
新たに「レーザー光」を使うことで従来のプロセッサの100万倍も高速に動作できる可能性を示す新技術が開発されています。

Lasers Could Make Computers 1 Million Times Faster
https://www.space.com/40622-laser-computer-speed-quantum.html

この研究は、ミシガン・カレッジ・オブ・エンジニアリング大学の研究チームが進めてきたものです。
チームでは、六角形の格子状に作られた特殊な構造にレーザー光による光のパルスを照射することで、
極めて高速に0と1の状態を作り出すことができる技術の基礎を作り上げました。

その「高速」がどれほどのものなのかというと、1秒間に書きかえられる回数は「1×10の15乗回」というもの。
数字を並べると「1,000,000,000,000,000」で、日本語の桁で表すと、「1秒間に千兆回」というとてつもない単位に。
これは、現代のプロセッサよりも100万倍速い性能を実現することが可能になるとのこと。

この実験では、タングステンとセレニウムの原子が交互に並んでハニカム形状を構成する格子上に、
赤外レーザー光をパルス状に高速に点滅照射することで、0と1のビット状態を再現しています。
そしてこの時、ビット状態を再現するのは「電子のトラックの位置」であるとのこと。

ほとんどの分子では、原子を取り巻く軌道にある電子が刺激を受けて興奮状態(励起(れいき)状態)に置かれると、
複数の量子状態「擬似スピン」の状態に変化します。これは、原子を取り巻く電子周回トラックが複数あり、
励起された電子がとなりのトラックへとジャンプするようなものとイメージすれば良いとのこと。
励起されていない時、電子は分子の近くに留まり、安定的に周回を行います。
しかし、レーザー光などの刺激を受けることで電子は励起され、
通常の外側のトラックに移ってそのエネルギーを消費する必要が生じます。

タングステンとセレニウムの格子は、この励起された電子が入ることができるトラックを2つだけ有しています。
この格子に対し、ある配向のレーザー光をパルス照射すると電子は一方のトラックに入り、
別の配向のレーザー光を照射すると今度はもう一方のトラックへと移動するとのこと。
すると、理論的にはどちらのトラックに電子が存在しているかによって0と1を再現するデジタル信号となります。

この時、励起されて別のトラックに移動した電子が再び元のトラックに戻るまでに要する時間は1フェムト秒(1億分の1秒)であるとのこと。
これを利用して、パルスを与えるタイミングによって「1-0-0-1-0-1-1-0-0-0-1」というような状態を作り出すことで、
コンピューターが扱う情報に利用することが可能になります。そしてこの動作が極めて高速であるというのが、
新しい「レーザーコンピューター」が超高速で動作できるとする根底となっています。

研究チームはまた、この格子が「常温量子コンピューティング」に利用できる可能性を示しています。
一般的に、量子コンピューターは電子のノイズをシャットアウトするために絶対零度近くにまで冷却する必要があり、
実用化に向けてまだまだ数多くの課題を残しています。
しかし今回の研究チームは、理論的にはこの格子内の電子を1および0の「重ね合わせ」の状態に励起することが可能であると示唆してます。

実際にレーザー光を使った新型コンピューティングデバイスが形になるまでにはまだ時間がかかりそうですが、
「ムーアの法則」が限界に達したとされる現代のコンピューター技術から次のステップへとジャンプアップするための技術となる可能性が秘められています。

関連ソース画像
snap5797 m - 【IT】レーザー光がコンピューターの動作を100万倍速くする[05/22]

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180522-laser-make-computers-1-million-times-faster/

46 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 13:09:14.38 ID:USeSDsh8.net

>>34
車で例えればこの富士通の量子コンピューターはF1カーみたいなもので特定用途にはウルトラ高速だがそれ以外使いみちない代物だろ

41 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 11:56:27.06 ID:uwM2uMVf.net

https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1522542072/
100万倍だと8億年が800年になるだけだから1秒の方が速いな

33 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 11:10:04.98 ID:4CWeh9MG.net

【追悼】登山家、栗城史多さんの死去を受け、支援企業が追悼コメント。リクルート「信じられない」江崎グリコ「とても悲しく残念」★2
https://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1526947346/

このスレの書き込みを見てください
5ちゃんねらーのクズさがよくわかります

60 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 15:27:51.60 ID:fcqImVz5.net

>>25
> 今使っているマウスがレーザー光、そのものだ。

光学式マウスの光は発光ダイオードによるものであって半導体レーザーによるものじゃない
発光ダイオードと半導体レーザーとは近いと言えば近いがはっきりと違うもので光の性質も別
どちらも波長が揃った単色光だが発光ダイオードの光はレーザー光とは異なり光の位相が揃っていない

26 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 10:31:05.14 ID:PH+d3PMu.net

>>23
最先端の半導体の面積で半分以上を占めているのが配線な、消費電力のほとんども配線抵抗と
配線の隣接浮遊容量が閉めている。最高集積度のそれは電熱器状態だよ。
電気信号は近距離なら抵抗値が低い、トランジスタの隣のラッチメモリとDRAMじゃ1万倍
ではすまない遅延がある、つまり抵抗値が0なら光と同じ速度で信号を伝達できるってこと、
その伝達ができないからこそ局所の小さい部分にCPUの演算部分をできるだけ小さく収納し
相互の情報伝達をできるだけ減らそうとしている、できるだけ近い位置に小さいメモリを配置
それを多段で行うことで遅延を隠蔽するように作られている。
多コアCPUにするほどその遅延が恐ろしく計算のブレーキになり道路の交通渋滞のように
働く、それを解決するのが光通信の1歩、光トランジスタですべての回路を実現する必要などない
CPUの周波数は原理となるトランジスタならギネス記録で700GHz程度までおこなれるのが
最先端だから、同時処理のビット数を減らせば電気信号だけで普通に周波数を可能性が高い、
だがメモリは違う、主記憶になっているDRAMのコンデンサー部分は未だに30nsから50ns程度
の充電放電速度だコンデンサーなので速度は上げられない、30年前から2倍程度しか早くなっていない、
メモリが足を引っ張っている、超並列にしてそれをDDR4-4000MHzなどのように隠蔽しているだけ、
そのDRAMプロトコルをする部分はたとえばRyzenの回路みればわかるCPU1コアとDRAM1chの
回路は同じ規模(面積)だ。

55 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 14:46:35.59 ID:ez/N90PT.net

クロック数が上がっても論理回路の遅延で演算速度は制限されるんだよ!
CPUには使えないだろこの技術…

19 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 09:30:25.72 ID:KqnnbTnY.net

情報を書き込んだ原子からはどうやって読みとるん?
読み取るたびに情報消えちゃうなら使いもんにならんだろ
あ、都度メモリに書き込めば解決か

73 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 19:34:14.03 ID:QINh5o8O.net

処理速度が100万倍じゃなくて、メモリ読み書き速度が100万倍って話じゃねぇか
紛らわしい…

28 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 10:48:26.47 ID:wHLKsLlG.net

>>1
これはもう富士通は実用化寸前だわ
遅れてるな・・・米国
↓  ↓
”量子コンピューターに匹敵” 新型国産コンピューター実用化へ
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20180521/k10011447381000.html?utm_int=news_contents_news-main_005

7 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 09:01:08.30 ID:xvH3GQoo.net

発熱も100万倍というオチじゃないだろうな

67 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 16:28:53.02 ID:wa+Xzu8X.net

>>64
OSの立ち上げなんてSSD入れるだけで早くなるやん

37 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 11:17:59.32 ID:wHLKsLlG.net

>>35
東大が最近実現したのは、ホンモノの量子コンピュータの試作機はずだった
と思う。

2 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 08:52:44.25 ID:r55vprFw.net

CPU そんなに急いで 何処へ行く

17 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 09:28:54.94 ID:DMRgQJQL.net

親には死んでも見られたくない、彼氏との幸せな夜。
201805222 5 - 【IT】レーザー光がコンピューターの動作を100万倍速くする[05/22]

52 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 14:02:36.81 ID:YwgHHnqx.net

現行のPCも20年ぐらい前のPCに比べたらそれ以上に速くなってるんじゃないのか

20 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 09:32:18.81 ID:I3HqjUcu.net

トラックってなんんだよ 電子軌道って書けよ  わかりにくい文章だな

71 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 17:11:04.85 ID:OvpM8QEm.net

いよいよ結晶型CPUの登場か

62 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 15:52:46.35 ID:LrDhMGSw.net

量子コンピュータは、これのことか。

日本の量子コンピュータは、真っ赤なうそだからな、
文部科学省とそれに力入れてるという内閣官房、
日本では税金の無駄にしか過ぎないから

62 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 15:52:46.35 ID:LrDhMGSw.net

量子コンピュータは、これのことか。

日本の量子コンピュータは、真っ赤なうそだからな、
文部科学省とそれに力入れてるという内閣官房、
日本では税金の無駄にしか過ぎないから

11 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 09:16:23.32 ID:0QVg9j3y.net

その話は実用化の目途がたってからだ

実用化の目途がたった 宣言

まて、その前に製品が出てからだ

… なしのつぶて

49 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 13:28:54.15 ID:IAiZ0pA3.net

>>スマートフォンやPCの心臓部にあるCPUでは、
0と1のデジタル信号が1秒間に10億回以上も処理されています。

まずこれが理解できない

43 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 12:17:56.81 ID:Y7/N1uQT.net

そんなことは昔から分かってるんだけど
そんな装置作れないじゃん(笑)

34 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 11:11:24.84 ID:wHLKsLlG.net

>>31
クルマの場合レーシングカーで、走行技術の可能性を求めているのだし
富士通の場合もコンピューターでその可能性があるね。
一般車といえる、市販のコンピュータやパソコンやスマホにその技術が
転用されるのは、それほど先のことじゃないだろう。

45 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 13:06:41.18 ID:wHLKsLlG.net

>>40
世界初の4bit CPU intel i4004 って 昔、通信教育でマイコンの自作
用の使ったやつだろ。違うか??

47 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 13:15:08.82 ID:wHLKsLlG.net

>>46
富士通に聞いてくれ
おれが知るわけないだろ

31 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 11:00:47.61 ID:PH+d3PMu.net

>>28
それは技術的本物だけど、一般人が望む万能コンピュータとはまったく異質なもの
コンピュータいうと万能の汎用技術と思い込んでいる人たちには悪意でしかない
それでエロげーが早くなるとか、動画エンコードが早くなるとか、まったくない、
そういうことができないものをコンピュータ実用化へという流れは記者の無知から始まる、

35 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 11:12:04.58 ID:4bZwJfN7.net

既に東大が実現してるのにアホですねアメリカ

3 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 08:56:37.63 ID:ZVkUKWpq.net

フレッツ光よりすごいの?

54 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 14:32:02.10 ID:tMUS+6Sr.net

光コンピュータとどう違うのか

42 :ニュースソース検討中@自治議論スレ:2018/05/22(火) 12:09:36.47 ID:Di36o5w3.net

>>16-17
これ手動なのかよ 5毛ぐらいもらえるのか

シェアする

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

フォローする