【手続補正書】
【提出日】平成20年12月26日(2008.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】記憶装置
【技術分野】
【０００１】本発明は，記憶装置に関する。また、本発明は情報のネットワークシステムに関する。
【技術背景】
【０００２】近年、超伝導体の研究は実用段階に入りつつあり、常温に近い温度状態で超伝導状態を実現する物質が発見されつつある。高速の演算がジョセフィン素子等により可能になりつつある。ジョセフィン素子は冷媒内に置かれるため，システム全体を冷媒内に配置してより高速でかつ低電力で演算を可能にすることができる。この場合，冷媒内に配置され，低電力で，かつ高速の大容量記憶素子が要求される。
【０００３】超伝導状態においては、電流に対する抵抗は無くなるため、仮にループ状の超伝導体を想定するなら、このループに指向性を持たせた電流を通電させれば、その電流は半永久的にこのループを巡り続ける。つまり，電流が印加された領域は光速でループを巡り続ける。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】従来の大容量記憶装置は、磁性体を高速で回転させるハードディスクタイプが主流であるが、衝撃に弱いなどの弱点がある。また、性能の向上とともに電力の消費量は増加する。また、読み取りと書き込み速度においても物理的限界がある。また，円盤状の形状は設計の際に他の部品との間にデッドスペースを生じやすい。そこで、本発明において，超伝導の技術を用い，静的に情報を保存し，かつ，高速で書き込みと読み取りが可能なシステムを提供する。また，この方法を応用して高速情報ネットワークを提供する。このネットワークに接続する情報端末および演算素子は，ネットワーク内のすべての情報を他の端末および他の演算素子と同時に共有できる。このため従来のサーバーの存在は必要なく。一つの情報源にアクセスが集中することによるトラブルはない。また，各ユニットの各演算素子を高速の同一情報源にアクセスさせることにより，システム全体が常時稼働するサーバーとして機能させることができ情報資源を有効に活用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】超伝導を可能にする物質を仮に超伝導物質と名付ける。この超伝導物質を素材とする導線を作りこれをループ状につなげる。（図１参照）【０００６】導線の一部において導線に垂直な磁束の磁束密度を変化させれば，誘導電流により電流が発生する。導線が超伝導物質であるなら，超伝導状態が保たれる限り電流は保存される。この電流を波動とみなす。この波長が十分短く、かつ導線が十分長ければループ内に断続的な電流が生じる。【０００７】ループ内の電流に信号としての意味を持たせ、ループ内を巡らせるなら、従来の記憶媒体であるハードディスクを光速で回転させることに等しい。【０００８】ループ導線は十分細くかつ長いものとし、巻き取られ、コンパクトにまとめられて、冷媒内に置かれる。ループは、非伝導体の基盤に非常に微細な回路として印刷される。（図２参照）同様な基盤を複数作成して連結する。（図３参照）これを交互に無数に重ね合わせることでループはコンパクトに折り畳まれる。基盤は，無数に穿孔されておりその孔を冷媒が通過し、ループを冷却する。この構造をループ系と名付ける。【０００９】ループ系へ情報の記録の書き込みおよび読み出すための方法について以下で述べる。【００１０】まず，ループ系は情報を書き込む以前の段階で，書き込み可能な状態に準備されなければならない。この処置を初期化と名付ける。初期化はループ系のすべての領域におよそ均一に電流を印加することである。初期化を行う方法及び装置について以下で述べる。【００１１】初期化において電流を発生させるため電磁誘導の原理を用いる。ループ導線の一部を用いて小コイルを形成し、このコイル内に磁力線を通過させる。（図１参照）章コイルはバイパス回路によって迂回されているが，初期化状態においてはレーザ発信機によってバイパス回路は熱せられているため通電しない。この状態は，ループ系に全体に電流が印加された時点，つまり，初期化装置のループが反発磁場を発生させた時点で終了とする。終了の手順は，▲１▼レーザ発信機のレーザ照射を停止▲２▼外部磁場の消去である。外部磁場消去により，小コイルに逆向きの誘導磁場が発生し，逆向きの誘導電流が発生するが，本体の回路には影響しない。【００１２】次に，ループへの情報の書き込みの方法及び装置について，以下で述べる。【００１３】書き込みは，初期化されたループ系の一部をレーザで加熱し，一時的に非超電導状態にすることで，電流が生じない領域を発生させ，断続的な電流でｏｎとｏｆｆを表現する。書き込み装置は，ループ系の各層に設けられた受光端子（図２）と受光端子にレーザを照射する発信機によって構成される。ループ上の複数のポイントを適切に選んで，書き込みを行うことできる。（図２参照）【００１４】次にループ内の情報を読み取る方法及び装置について以下で述べる。【００１５】超伝導導線内を通電する電流が導線の周囲に発生させる地場の変化を読み取ることで電流の有無を検出することでループ内の情報を読み取ることができる。ループ系の一部を使って十分小さな一重巻きコイルを作り，それをループ系の出力部とする。そのコイル内に発生する磁束を検出するための外部コイルを検出器とする。ループ系の情報はこの外部系コイルからの電気信号として取り出される。（図２参照）【００１６】これらの情報の入出力装置は，主記憶部のプリント基板ごとに設置されることで，狙った情報を素早く読み取り，または書き込むことを可能にする。つまり，情報の入出力端子は超伝導電流の経路上に複数存在し，かつ図４の様ループ系のコアの表面に配列させることで集約することができる。こうして，素早い情報の入出力が可能になる。以上が請求項１にかかる記憶装置のしくみである。【００１７】このループ系は大規模ネットワークとして構成できる。ループを環状に巻き取りケーブルを形成する。図７では単純に表示するためこのネットワークをトーラス上のケーブルとして示してある。また図７ではケーブルに接続されている情報端末はひとつであるが実施の際には複数設置されることになる。また，図７ではケーブルの一部の断熱材を剥ぎ取って分かりやすく表示しているが実施の際はこれはすべて覆われている。ケーブルの断面は無数の超伝導導線の束によって構成される。（図５参照）ループ系トーラスは冷媒とその被膜、冷却装置によって構成されるユニット化された構造物として敷設される。（図６参照）図６は，イメージしやすくするため２重巻き（ａ），３重巻き（ｂ），４重巻き（ｃ）のループ構造の巻きとり方法を示したが実際はｎ重巻き（∞＞ｎ＞＞１）である。【００１８】一つのユニットには導線の束とそれぞれの導線に取り付けられた入出力装置，及びそれら覆うチューブ状の被膜と被膜内に満たされた冷媒，ループ系とは別の電力供給のみを目的とした電源としての電力供給導線，情報の入出力を管理する制御装置によって構成される。このユニットはそれ自体が情報の入出力の端末として機能する。
【発明の効果】
【００１９】。計算システムを超伝導素子で構成するなどして低電力化し，かつ低電力で冷却装置を駆動できるなら，電力供給用の導線を超伝導導線として冷媒内に配置できる。各ユニットは他のユニットが入力した情報を同時に読み取ることが可能である。また、任意のユニットは入力と同時に他のすべてのユニットに情報を配信できる。このため、各ユニットを用いた情報の並列処理が可能になる。電流は光速で移動するため，各ユニットは他のユニットが入力した情報を従来の磁気ディスクと同等以上の速度で同時に読み取ることが可能である。同様に任意のユニットの入力情報は同時に他のすべてのユニットに情報を配信できる。このため、各ユニットを用いた情報の並列処理が可能になる。つまり，サーバーを設置する必要がなく，一か所にアクセスが集中することによるトラブルは起こりにくい。【００２０】また，それぞれの演算素子が高速のデータベースで連結されるため，システム全体が従来のサーバーとして機能する。ユニットを購入したユーザーは、自分がユニットを使用している時間以外は、そのユニットが他の無数のユーザーの情報処理に使用されていることになる。これによって近年級数的に高性能化するプロセッサは、その能力を絶え間なく発揮することができ，接続するユニットの数が増えるほどシステム全体の処理能力は向上し，より強固に情報端末および演算素子を連結させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】初期化の方法
【図２】ループ系の構成単位
【図３】ループ系構成単位の連結
【図４】ループ系全体のイメージ及びループ系への書き込みと読み出し
【図５】ケーブル内の超電導導線の巻き取り方法
【図６】ケーブルを構成するユニット
【図７】システム全体像
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明による記憶装置は以下の方法で情報を記録する。つまり，
（ア）ループ状の超電導物質でできた導線内を均一に同方向に流れる電流で満たした上で，超電導導線の一部をレーザ発信機によるレーザ光線によってごく短いい間加熱することで，導線の超電導状態を奪い，ループ状の導電内に一部分だけ光速で移動する電流のない領域を形成することで，有意味信号としてのｏｎとｏｆｆを表現する方法
初期化の方法を以下によって提供する。つまり
（イ）電流を発生させるため電磁誘導の原理を用いる。ループ導線の一部を用いて小コイルを形成し、このコイル内に磁力線を通過させる。（図１参照）小コイルはバイパス回路によって迂回されているが，初期化状態においてはレーザ発信機によってバイパス回路は熱せられているため通電しない。この状態は，ループ系に全体に電流が印加された時点，つまり，初期化装置のループが反発磁場を発生させた時点で終了とする。終了の手順は，▲１▼レーザ発信機のレーザ照射を停止▲２▼外部磁場の消去である。外部磁場消去により，小コイルに逆向きの誘導磁場が発生し，逆向きの誘導電流が発生するが，本体の回路には影響しない。
本発明の記憶装置は以下部品によって構成される。
（ウ）冷媒、冷媒を圧縮して放熱板に送るポンプによって構成された冷却装置
（エ）超電導物質の導線を非伝導体の基板上に印刷し，その基盤上の導線同士を連結しながら基盤を重ねることでループ状の導線をコンパクトに折り畳んだ主記憶部
（オ）上記基盤上からはみ出す形で主記憶部表面に配列された導線の一部からなる受光部。
（カ）上記基盤上からはみ出す形で導線の一部を用いた微小な一巻きコイルを主記憶部表面に配列した出力部。
（キ）上記出力部の微小なコイル群の発生する磁場の変化を電磁誘導の原理を用いてコイルによって検出する検出器
【請求項２】
上記のシステムを拡大した情報ネットワーク、このネットワークは主記憶部の超伝導導線をトーラス状に巻き取ったものである。このトーラスは分節されユニット化される。それぞれのユニットは以下の部品によって成り立つ。
（ク）冷却装置
（ケ）同ユニットの冷却装置が冷却可能な単位の長さの非伝導物質によって被膜された超伝導導線の束
（コ）同ユニット内を通過するすべての導線ごとに取り付けられた情報の入出力装置
（サ）上記（ケ）（コ）を覆うチューブ状の被膜と被膜内に満たされた冷媒、
（シ）電源供給用の導線
によって構成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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