極低温で動作する光変調器の高速動作に成功

October, 6, 2022, 東京--東京工業大学､カリフォルニア大学サンタバーバラ校の共同研究チームは、磁気光学効果を活用して、極低温環境で動作する光変調器を開発し、高速データ通信に成功した。

高度な処理能力により、次世代技術として注目を浴びる量子コンピュータや超伝導マイクロプロセッサは、絶対零度（-273.15℃）にきわめて近い極低温下でのみ動作する。そのため、コンピュータなどから金属配線を通じて電気信号を取り出す従来のデータ伝送方法では、配線から伝わる熱が妨げになって伝送スピードが落ちるという問題が生じていた。

光変調器は、コンピュータなどから送られる電気信号を、大容量・高速データ伝送に適した光通信で送るための光信号に変換するデバイス。この研究で開発したものは磁気光学効果を活用した「磁気光学変調器」｡これまでのような電圧駆動型ではなく電流で駆動するため、超伝導回路との接続性がよく、極低温環境においても高効率で動作し、2 Gbit/sでの信号伝送にも成功した。さらに、この光変調器は光通信で多用される波長1,550 nmの光で動作し、シリコンフォトニクスを使った光集積回路に搭載されているため、汎用性にも優れている。この技術を用いることで、熱を伝えにくい光ファイバを介した高速なデータの伝送が可能になり、次世代コンピュータなどの実用化に大きく貢献するものと期待される。

研究成果は、科学雑誌「Nature Electronics」に2022年9月5日付でオンライン掲載された。

(詳細は､https://www.titech.ac.jp)

共同研究チーム
東京工業大学 科学技術創成研究院 未来産業技術研究所の庄司雄哉准教授、工学院 電気電子系の高村陽太助教、水本哲弥名誉教授と、カリフォルニア大学サンタバーバラ校 電気・コンピュータ工学専攻のパオロ・ピンタス（Paolo Pintus）研究員、ジョン・バウアーズ（John Bowers）教授、レイセオンBBNテクノロジーズ社のレオナルド・ランザニ（Leonardo Ranzani）研究員