マイクロレーザは、コンピュータのエネルギー消費を半減させる

February, 26, 2026, Copenhagen--デンマーク工科大学(DTU)の研究チームは、はるかに高速かつエネルギー効率の高いコンピュータ、スマートフォン、データセンタの鍵となる可能性のある画期的なナノレーザを開発した。
ナノレーザーの発明は科学雑誌Science Advancesに掲載されている。この技術の展望としては、数千の新しいレーザが単一のマイクロチップに搭載され、データが電気信号ではなく光子で送信されるデジタルの未来を開くというものである。

「ナノレーザは、高性能と最小サイズを兼ね備えた新世代の部品を生み出す可能性を開く。例えば、超小型で省エネなレーザがコンピュータのエネルギー消費を削減できる情報技術や、医療分野向けのセンサ開発において、ナノレーザの極めて高い光集中度が高解像度画像や超高感度なバイオセンサを提供できる分野などである」と、DTUのJesper Mørk教授は話している。同教授は論文の共著者であり、学術技術者のMeng XiongやDTUエレクトロのYi Yu准教授らと共著している。

コンピュータのエネルギー消費を半分にする
インターネットはすでに光ファイバケーブル上の光粒子の形でデータを伝達しているが、コンピュータでは電子回路を通じて電気が送られている。これは、速度を制限し、熱を発生させる。ナノレーザの助けを借りてマイクロチップ自体に光を届けることで、未来のデジタル技術はより速く、より低温、またはるかに気候に優しいものになる。これは、ナノレーザがほとんどエネルギー損失なしで光信号を効率的に生成できるため可能になる。コンピュータに関して言えば、Jesper Mørkはナノレーザがエネルギー消費を半分にできると推定している。

DTUの超コンパクトなナノレーザは、このビジョンに必要な構成要素である。というのは、将来的には、マイクロチップが数千個の小型でエネルギー効率の高いレーザを使って、チップ内部に光信号を送ることになるからである。

技術的なブレークスルー
このナノレーザはDTUのクリーンルーム、DTU Nanolabで開発され、Jesper Mørkによれば、レーザの小型化の従来の限界を破っている。このレーザは、光を捕捉する構造であるナノキャビティに基づいており、極小領域に非常に強く光を集中させる。この種の構造は以前は不可能と考えられていた。

レーザに光を当てると、光と電子の両方が微小な領域に集まる。これにより、レーザは室温で非常に低いエネルギー消費で動作することが可能になる。

DTUの研究者による光をキャッチする構造は、もともとDTU ConstructのOle Sigmund教授のグループによって設計された。

より高速な技術、CO₂の削減、そしてより良いセンサ
将来的にナノレーザが電気で動くことができれば—これが研究における次の大きな課題となる—すると幅広い技術を革命的に変えることができる。コンピュータやスマートフォンは大幅に少ない電力で高性能を発揮でき、データセンタはエネルギー消費を大幅に削減できるため、気候変動の大きな節約にもつながる。ヘルステクノロジー分野では、超高感度センサや高解像度イメージングシステムの開発が可能となる。

研究チームは、最後の技術的課題は今後5〜10年以内に解決できると見積もっている。