電子よ、どいてくれ：ハーバード大学のエンジニアが音波処理を発明

昔、コンピューターは音を出していました。音楽や効果音を再生するという意味ではなく、実際にコンピューター内部から音を出すという意味です。主にハードディスクのヘッドが動いたり、モデムがキーキー鳴ったりする音でしたが、何かが起こっているという安心感がありました。今では、ファンの回転音が聞こえればラッキーな方です。しかし、Nature Electronics誌に掲載された論文（Interesting Engineering誌が要約）では、コンピュータープロセッサ内の電子と同じようなタスクを音波を使って実行することが報告されています。PCは再び音を出す日が来るのでしょうか？

音響チップも同様に動作しますが、音速は光や電気の速度よりも著しく遅いです。しかし、ナノスケールの構造を用いることで短波音波を容易に閉じ込めることができ、システム内で強い相互作用を維持できるため、この点は問題にならないようです。この閉じ込め性能により、音響チップは古典コンピューティングと量子コンピューティングの両方のアプリケーションに有用です。

ここで実際に証明されたのは、ニオブ酸リチウム（ニオブ、リチウム、酸素の化合物で、自然界には存在しないが、導波管、圧電センサー、携帯電話などに用いられる結晶を形成する）を集積したプラットフォーム上で音波を制御できることです。彼らは音響プロセッサではなく、波の位相、振幅、周波数を制御できる変調器を開発しました。これにより、研究チームはこれまで不可能だった方法で音響を「調整」することができました。 

「これまでの音響デバイスは受動的でしたが、現在では音響デバイスを能動的に調整する電気変調が可能になりました。これにより、将来、この種の音響デバイスを使用したマイクロ波信号処理の開発において、多くの機能が可能になります」と、論文の筆頭著者でバージニア工科大学の助教授であるシャオ氏は述べた。 

次のステップは、他の量子システムと統合可能な、より大規模で複雑な音波回路を構築することです。「私たちの研究は、次世代マイクロ波信号処理のための高性能音波ベースデバイスや回路、そして固体原子システムや超伝導量子ビットなど、異なる種類の量子システムを連携させるオンチップ量子ネットワークやインターフェースへの道を開きます」とシャオ氏は述べています。

そして、歌うCPUについては、おそらくそうではないだろう。実験で使用された波形は、最も優れたソプラノ歌手の声よりも高いギガヘルツ単位で測定される周波数を持っている。