Weeklyサイエンス

■ＮＥＤＯとＰＥＴＲＡ、極小５ミリ角の超小型トランシーバを開発

ＮＥＤＯ（新エネルギー・産業技術総合開発機構）と光電子融合基盤技術研究所（ＰＥＴＲＡ）は、世界最小５ミリ角の超小型トランシーバ（光Ｉ／Ｏコア）を開発。１Ｇｂｐｓあたり５ミリワットの消費電力、１チャンネルあたり
２５Ｇｂｐｓの伝送速度を実現し、３００メートルの高速データ伝送を実証した。この技術開発により、低消費電力で大容量データの高速送受ができるようになり、サーバなど情報通信機器の小型化と低消費電力化、高速化ができ、データセンタの省エネ化につながるとしている。

同技術は、５ミリ角のＳｉ基板上に高速送受信機能を持つ光Ｉ／Ｏコアを実現。光信号と電気信号の入出力部に光ピンとＴＧＶを採用することで同一平面上への配置を可能にし、従来の４分の１以下の小型化を実現した。

また光変調器をＣＭＯＳトランジスタと同じＭＯＳ構造にすることで低用量・低損失を実現。さらに変調器を複数分割することで０．９ボルトでの駆動を可能にし、送受信光Ｉ／Ｏコアペアで１Ｇｂｐｓあたり５ミリワットの低消費電力化を可能にしている。（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｄｏ．ｇｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／ｐｒｅｓｓ／ＡＡ５１００３６７．ｈｔｍｌ）

■食虫植物の進化の仕組みを解明

自然科学研究機構基礎生物学研究所と総合研究大学院大学、東京大学大学院理学系研究科は、食虫植物サラセニアの小動物を食べる葉ができる仕組みを発見。細胞の変化が形を変え、奇妙な形へと進化したことを解明した。

サラセニアは北米原産で袋のような葉を作り、その中に消化液を溜めて落ちた小動物を食べる食虫植物。これまで筒状の葉が進化してきた仕組みは未解明だった。このほど走査型電子顕微鏡による形態観察、葉を作る遺伝子の働きを調べる実験、シミュレーションによる再構成実験などを通じ、葉の特定の場所で細胞分裂の方向が変わる細胞レベルの変化で進化した可能性が高いことが分かった。他の生物と大きく異なる形態の進化の仕組みは分からなかったが、今後細胞レベルの詳細な研究によって解明される方向性を示した。

今回の研究によって、作物や花弁の形を人の役に立つよう変えるための基盤情報を提供できる可能性があるとしている。

■ＮＴＴと阪大など電子スピンを長寿命化。量子センサの超高感度化へ

ＮＴＴと国立情報学研究所、大阪大学、情報通信研究機構（ＮＩＣＴ）は、ダイヤモンド中に閉じ込められた電子スピンに超伝導磁束量子ビットを結合させ、電子スピンの寿命が約１０倍に伸びることを実証した。

ダイヤモンド中の電子スピンは磁場や電場、温度を高精度に検出できることから、ナノスケールの物質構造などを高精度でイメージングできる量子センサへの応用が期待されている。この研究成果により電子スピンの寿命が改善して十分な計測時間の確保ができるようになり、計測感度の向上が可能になる。

さらに将来的には、超伝導磁束量子ビットと複数のダイヤモンド中電子スピンの間に量子絡み合いを生成することで、従来の精度を凌駕する量子絡み合いセンサを実現できる可能性があるという。この量子絡み合いセンサが実現すれば、人や動物の脳の活動情報を高精度で読み取って病変を特定したり、数十ナノメートル程度の極小物質の三次元構造を明らかにするなど医療分野・材料工学分野に貢献できるとしている。