Ⅲ

未来ICT基盤技術

量子・超高周波・ナノ・バイオ研究による先端技術確立を目指して
大岩 和弘（おおいわ かずひろ）
未来 ICT 研究所
研究所長

甲子園を目指した高校時代の野球を引きずりつづけ「メタボの冷や水」ならぬ草野球に興じる。最近はバットではボールが打てなくなり、面積の広いラケットを頻繁に使うようになった。主戦場も球場からコートに移行中。

「未 来 ICT 基盤技術の研究開発は、将来の情報通信技術の基礎となる新概念の創出と新たな道筋を開拓するものです。現 行技 術の延 長ではない 革 新 的 機 能 や原 理 応 用によって ICT の性能と機能の飛躍的向上を目指します。」
はじめに題が今後生じることが予想されています。コミュ
ニケーション技術の観点からの課題は、ユーザにクリックひとつで地球の反対側の情報に一瞬にとって意味のある情報と単なるデータとが区別さしてアクセス、クラウドコンピューティングで大量れずに情報提示が行われていることが挙げられデータをいつでもどこででも容易に操作するなます。技術開発が進んでいるヒューマン－マシン・

ど ICT の技術革新によって私たちの生活は大変インターフェースにおいても、利用者の状況によっ便利で豊かになりました。社会活動が情報通信ては一層使いづらい場合もあるかもしれません。

ネットワークへ依存する度合は高まるばかりです。
2010 年に新たに生まれたデジタル情報は 1,200

明日の未来のためにエクサバイトを超え、新規のデータ量は 2 年ごと162に 4 倍に増えているといわれています。このため、このような情報通信技術の課題の解決を目指情報通信機器の消費電力の大幅増加やセキュリした研究開発として、NICT では 2020 年頃の実ティの脆弱性、ネットワーク制御の複雑化等の課現を目指した新世代ネットワーク基盤技術やユニ光ネットワーク技術

Ⅰ−１

ワイヤレスネットワーク技術

Ⅰ−２

ネットワークセキュリティ技術

Ⅰ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／
テストベッド技術

Ⅰ−４
図1

未来ICT研究所の研究領域

バーサルコミュニケーション基盤技術の研究開発

超高周波 ICT 研究室に取り組んでいます。この新たな情報通信技術で領域に位置するテラヘルツ帯の電磁波に関するでしょう。2020 年以降に顕在化するであろう課題研究開発を進めています。様々な分野での応用を見据えて、
未来 ICT 基盤技術として、ICT の能力、が期待されているテラヘルツ帯デバイスの研究安全性、利便性を大きく発展させていくことと、新開発に私たちはいち早く取り組み、基盤技術をたな ICT の開発を着実に今から進めていくことが、確立してきました。100Gbps にも及ぶ高速・大私たち未来 ICT 研究所に求められています。

容量通信を可能にするテラヘルツ帯の電磁波をⅢ 未来る情報量の増大に将来窮する場面が出てくること

ユニバーサルコミュニケーション基盤技術

超高周波 ICT 研究室では、光と電磁波の境界Ⅱさえも、飽くことのない人間の知識欲や好奇心によ使って数十 Gbps 帯域幅の無線通信技術を確立するアクセス系の研究開発を進めています。波長ICT

基盤技術

未来 ICT 研究所の短さを活かすことで、送受信用のアンテナサイズを小さくすることができます。装置の小型化・

波 ICT、量子 ICT、ナノ ICT、バイオ ICT、脳情報軽量化のニーズに対応できるのです。これに加え通信）を結集、これまでに培ってきた競争優位のて、NICT で開発したテラヘルツ帯デバイス作製

研究開発力を活かして情報通信技術のブレーク技術を中心に、超高周波デバイスの開発環境をスルーにつながる技術シーズを創出し、芽吹か整備しています。ここでは、テラヘルツ分光やイせ、社会展開可能な苗木まで一貫して育てるこ

メージングなど全てを 1ヶ所で試すことができるとができる研究体制を構築しました。

世界で唯一の開発環境を提供しています。減衰௶ၡฆఒɈ჎ᅰɬȾȩɥॸ࢞ଞȹȻ

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

未来 ICT 研究所では、5 つの研究室（超高周163Ⅲ

未来ICT基盤技術

図2

未来ICT基盤技術が創りだす将来技術が早いテラヘルツ帯の電磁波の研究開発には、

東 京 QKD ネットワークが稼 働しています。こあらゆる素子を 1 つのパッケージの中に作り込むの 東 京 OKD を 使って、約 45km 離 れ た 拠 点ことが必要です。ユーザがすぐに利用できる研究間での動画伝送の完全秘匿化に成功しています。

開発施設を整備することによって、企業・大学研

この東京 QKD ネットワークを更に改良すること究室でのテラヘルツ研究開発を支援し、この技で、実用に耐え得る信頼性の確保と低コスト化、術の実社会への展開を後押しします。

さらに現代暗号技術との相補的組み合わせによって、ニーズとコストに応じたセキュリティシス

量子 ICT 研究室

テムの構築を目指しています。量子ノード技術では、これまでの伝送容量限界を超える量子の復量子 ICT 研究室は量子力学効果を応用して号原理を検証し、実証してきました。この技術を

情 報 通 信における絶 対安 全 性、あるいは究極チップの上に小型化して安定動作させることを目の大容量化を実現することを目指した量子暗指した研究開発を進めています。

号技術と量子ノード技術の研究開発を推進しています。量子暗号技術は量子力学の原理によっ

ナノ ICT 研究室て、伝 送 途中の 盗聴を完 全に検 知するシステ

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ムです。都内に敷設されたネットワークの上にナノ ICT 研究室では、既存デバイスでの実現量子暗号の鍵配送ネットワーク試験システム、が難しい、高速化と低消費電力化を両立する技構築しています。有機材料には、高効率・高速動共鳴画像法や脳磁場計測装置を駆使してコミュ作、低コストの利点があります。これまでに、電ニケーション技術の視点から脳機能研究を進め気光（EO）特性の高い有機材料を開発してきましるユニークな存在です。研究開発が長期にわたるた。この材料の性能をさらに向上させ、ポリマー

脳機能研究は、情報通信技術分野においては国の中に織り込んで配向させる技術を開発するこ立研究機関である NICT が中心となって進めるとで、現有の材料の 2 倍以上の EO 効果を持つべき研究です。一方で、研究分野が多岐にわたる有機材料を作り上げ、高速光変調器の実現を目脳機能研究を単一研究機関だけで実施すること指しています。には限界があります。そこで私たちは総合大学との研究協力関係、脳情報分野で高い開発力を持す。私たちは 20 年の長い時間をかけて、窒化ニ

つ企業との連携を進め、平成 23 年度に脳情報オブの薄膜形成技術を確立し、高周波特性に優通信融合研究（CiNet）をスタートさせました。

術のキーデバイスとなっている単一光子検出器瞬時に行います。このようなひらめきに似た予測（SSPD）がその代表です。光キャビティ の導入やはどのようなメカニズムで起こっているのでしょ

SSPD のアレイ化によって、検出効率を 50%にまうか。データを点として扱わず、多様な結び付けで向上させ、カウントレートも GHz 帯まで向上を行うことで予測を行っている脳の情報処理のさせます。高性能化した SSPD は、様々なアプリ仕組みは、その解明自身が情報通信技術への大ケーションで使われることになります。

きな貢献となるでしょう。チャレンジングな研究＊課題ですが、情報科学と脳・神経科学が成熟しバイオ ICT・脳情報通信研究室てきた今こそ、脳科学と情報科学の融合的研究

Ⅰ−４

私たちの脳は、わずかな情報を使って予測をⅠ−３

新世代ネットワーク基盤構成技術／テストベッド技術れた超伝導技術を生みだしました。量子暗号技

Ⅰ−２ネットワークセキュリティ技術

ナノ ICT 研究のもう 1 つの柱は超伝導技術でⅠ−１ワイヤレスネットワーク技術

計測法に特徴を持つこの研究室は、機能的磁気光ネットワーク技術術の確立として、有機材料を用いた ICT 素子をⅡユニバーサルコミュニケーション基盤技術を進める絶好の時期なのです。
トップクラスの国際誌に掲載された研究成果の数々は、バイオ ICT 研究室の存在を輝かせておわりにいます。細胞生物学・生物物理学分野での重要究に磨きをかけるとともに、応用に向けた研究開

ルツ帯の電磁波を使った情報キオスク技術や量発を始めています。ナノテクノロジーと生体分子子情報通信、量子暗号技術、さらには高速低消操作技術を融合した分子センサー、分子信号処費電力の有機 ICT などを開発していきます。脳理の研究開発を進めています。

を中心としたコミュニケーション技術の大きな

脳情報通信研究室では、将来、ICT 分野で重要な位置を占める脳機能研究について、情報通ICT基盤技術

前述のとおり、未来 ICT 研究所では、テラヘⅢ 未来な成果を発信し続けてきた同研究室は、この研変革を狙う研究開発もあり、まさに明日の未来のための研究開発を進めているのです。

す。情報の受け手や送り手の主体が人間の脳であることを考えれば、情報をより正確に伝えて人間同士のコミュニケーションを快適かつ効率的に行うためには、脳における情報処理を知ることが大事だとわかります。人間の脳活動の非侵襲

Ⅳ 電磁波センシング基盤技術

信技術との融合を目指した研究を推進していま
用語解説＊ 光キャビティ
光を閉じ込める（共振させる）ために、2 枚の鏡を向かい合わせて作る構造。2 つの鏡の間の距離が光の波長の整数分の 1 のときに、光を閉じ込めることができる。検出効率の大幅な改善を可能にする構造です。

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