「ねじれた電波」を使って32Gbpsを実現する技術 42
ストーリー by hylom
らせんの力 部門より
らせんの力 部門より
taraiok 曰く、
電波を「ねじる」ことで、32Gbpsでのデータ通信を可能にする技術を開発したそうだ。実験では、2.5メートル以上の距離でこの速度での通信に成功したという。これはLTEよりも30倍高速という（IBTimes、リリース、Slashdot、Nature Communications掲載の論文概要）。
この技術では、異なる内容を伝送する複数の「無線ビーム」をらせん状にねじることで、データを並列で送信できるのだという。研究チームでは、2年前に光を螺旋状にねじることで毎秒2.56テラビットの転送速度を実現しているそうだ。しかし、電波は光と異なり大気乱流の影響を受けにくく、またより強力なビームを広い範囲で送信できるとしている。この技術は次世代携帯電話網で基地局を結ぶシステムなどに有効だとしている。
きっと来る、きっと来る！ (スコア:5, おもしろおかしい)
らせんだけに。
Re:きっと来る、きっと来る！ (スコア:1)
つまり、向上させる新技術とはリング状の電波ですね。
俺の信じるお前を信じろ (スコア:0)
アニメネタは部門名だけか。時代を感じるなあ。
Re: (スコア:0)
ビームをねじると言ったらマクロスFでしょう。
Re: (スコア:0)
ガンダムAGEのドッズ(DODS:Drill-Orbital Discharge System)ライフルを忘れてもらっちゃ困る。
Re: (スコア:0)
実学系だと割とよくある手法の一つ。
手を替え色を変え形を変えてる手探りしてるときに、とっつかみをやってるときに何気に思いつく形だよね。
なんとなく実用では既存の物で足りてるから探求しないだけで、庭先ぐらいの距離に金鉱が埋まってたりする。
＃お金が有り余ってるなら冶金学に没頭したいなあ
Re:きっと来る、きっと来る！ (スコア:5, すばらしい洞察)
> 実学系だと割とよくある手法の一つ。
> 手を替え色を変え形を変えてる手探りしてるときに、とっつかみをやってるときに何気に思いつく形だよね。
> なんとなく実用では既存の物で足りてるから探求しないだけで、庭先ぐらいの距離に金鉱が埋まってたりする。
全然違います．
まず最初に量子力学の研究者が，光や電磁波に軌道角運動量が存在することを発見しました．
その論文を読んだ電波工学の研究者が，無線通信の多重化に応用できることを実証したのです．
これは試行錯誤や偶然の産物ではなくて，聡明な人たちの学際的研究の賜物です．
Re: (スコア:0)
割りとよくある手法・・・でも変にねじれると会話が続かない
電子の軌道角運動量の研究の発展ですね (スコア:2)
2010年に理化学研究所がプレスリリースを出しています
自由空間の電子に新しい性質「軌道角運動量」を発見
―新しい性質が、量子力学研究の発展や革新的電子顕微鏡の開発に貢献―
http://www.riken.jp/pr/press/2010/20100401/ [riken.jp]
60秒でわかるプレスリリース
http://www.riken.jp/pr/press/2010/20100401/digest/ [riken.jp]
>電子の位相の進み具合は、電子が通過する物質とその厚みによって変わります。従って、厚みがらせん状に変化している構造に電子を通過させることによって、電子の波面をらせん状にすることができると考えました。
Re: (スコア:0)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E6%B8%A6
Re: (スコア:0)
だいぶ違います。
そりゃまあ軌道角運動量と言う面では同じですが、それを同じと言い出すと地球の公転やらハンマー投げやらまで同じになってしまいます。
Re: (スコア:0)
量子コンピューターとか人口原子絡みで電子や原子ガスとフォトンを相互作用させて角運動量を操作しようってのはありますけど、今回のとは直接関係ないですね。
後は高温超電導状態の電子の量子状態の決定に使おうって話もあります。
楕円偏波？ (スコア:1)
Re:楕円偏波？ (スコア:5, 興味深い)
楕円偏波でなく，「軌道角運動量ビーム」というヤツですね．
レーザーの世界では大いに流行っています．
形としては，ドーナツ状の強度分布を持つビームで，等位相面
が螺旋階段のようになったビームです．
異なる軌道角運動量のビーム(螺旋階段が一周でどのくらい進む
かに相当)は，同じ周波数でも受信側で分離可能なので
同じ周波数帯に複数のキャリアを重畳できるわけです．
Re:楕円偏波？ (スコア:2)
上の方にACのコメントがぶら下がってるけど、敢えて質問。
この「軌道角運動量」って、量子的なもの？
それとも、古典的電磁波で位相が揃っている場合に利用可能な偏波モード？
なんか、元論文の図を見ると、量子的性質を束ねて利用するように見えるが。
-- Buy It When You Found It --
Re:楕円偏波？ (スコア:1)
＞ドーナツ状の強度分布を持つビーム
そうすると、1対1のビーム通信には使えるけど多数への放送には使えないってことかな？
the.ACount
Re: (スコア:0)
基地局間通信を想定してる辺りそうでしょうね
というかビーム状てことはレーザー通信的な軸調節した固定点間じゃないと辛いんではないかな？
Re:楕円偏波？ (スコア:1)
昔でいう所のMASERを連想した。
イマイチイメージが固定できない、猟師じゃなくて量子の世界とかもうすっかり記憶の闇の彼方・・・
Re: (スコア:0)
まっすぐ進んでいたボールが螺旋階段に落ちると、ぐるぐる回るんだから、電子でもぐるぐる回せるんじゃないっていうのはわからなくもないんですが、螺旋階段が終わってもなんで螺旋回転したままなんでしょう？回転を維持させる仕掛けって要らないのかな？
Re: (スコア:0)
角運動量保存則があるので、角運動量は勝手に減ったり増えたりしないです。慣性の法則と一緒です。
二つの角運動量 (スコア:2)
「角運動量」には、古典系と量子系の二種類がある。
古典系の角運動量保存則は、複数の質点が在る状況での併進運動量保存則から導出可能な、新規の情報を持たない量。
一方、量子系角運動量は、新たな次元を持つ量で、これを利用すると、古典系よりも情報量を増やすことが出来る。
-- Buy It When You Found It --
Re: (スコア:0)
指に糸でくくりつけたボールを回しているとして、糸が切れても人間とボールの和では角運動量は保存されているけど、ボール単体では直線運動になってしまうでしょ？？
一度角運動量を持っても、何もない空中に光子を放った後、スパイラル状態が維持できているのはなぜなんだろう？回転させておくためには、引っ張る力、糸にあたるものが必要ではない？物質の中では原子核が引っ張ってくれているけど、空中では光子同士を引っ張らせるわけにもいかないし。
Re: (スコア:0)
量子力学を勉強したら理解できますよ。
高校レベルの物理で無理やり解釈しようとすると糸が必須になりますが、その解釈は間違いです
それだと光が波の性質を持つことさえ理解できない筈です。
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
スラドだからしょうがないね。
Re: (スコア:0)
この軌道角運動量は単一光子の話じゃなくて、無数の光子が持つマクロな量。
ボール単体とか考えても無意味。
Re: (スコア:0)
電子も軌道角運動量あるそうだけど、１個の電子が何もない空間で中心に何もないのに回転運動することってあるのかな？原子核がなく、ｐ軌道しかない、原子番号０の元素。光が渦になれるなら、電子もなってよさそうなものだけど。
Re: (スコア:0)
二つのボールを長い棒でつないだものを二重螺旋階段に落として，棒の中点を通る軸のまわりで回転させると，階段が終わっても回転したままになりそう。
Re: (スコア:0)
ずらして重ねてるという事でOK? で、並列になって情報が多く送れると。
(螺旋階段を少し回転させて螺旋階段同士を重ねていく。受信側で分離すると。)
google の気球と相性よさげ (スコア:1)
ちゃんと動けば
主語は？ (スコア:1)
せめて「誰が開発したか」ぐらいは書きましょうや。
taraiokちゃんはタレコミで「ビタビスクール大学のAlan Willner教授ら三つの国際大学の科学者たち」なる珍妙な大学を考案してはいるものの、とりあえず説明しようとはしている。
それをばっさりカットしちゃうって、編集者以前に人としてどうよ？
Re:主語は？ (スコア:1)
正解は南カリフォルニア大学ビタビ工学部のようだがそれにしてもビタビってなんだ? と思ったらビタビさんが寄付金でネーミングライツを得たのか。
Re: (スコア:0)
ビタビ [wikipedia.org]？
Re:主語は？ (スコア:1)
フェムトセル？アトセル？ゼプトセル？ (スコア:0)
2.5メートル以上！
すごいね。
改めてPHSの偉大さを思い知ったよ。
つか、YモバAXGP、PHSで３G無し端末出してくれよ。
SB３Gなんていらないよ。
ほんとウィルコムがスムーズにAXGPに移行できてれば最強だったのに。
Re: (スコア:0)
そのPHSとやらは何Gbpsほど出るのでしょう？
2.5メートルw (スコア:0)
基地局の合間で生活するようになるんですかねw
問題ない (スコア:0)
Anonymous Cowardは、息抜きの合間に人生やってるんだろう!!
実用的なものにするためには (スコア:0)
ディジタルデータの場合、実用的に使うにはこの物理層の上に
エラーチェック、エラー訂正、再送等の層が必要なわけで、それに必要な
演算量と消費電力を考えるとまだまだ先は長いんじゃないかなぁ。
頑張ってね、YRPの面々方々
#もうすでに半分足は洗ったのでAC
Re: (スコア:0)
それこそ既存技術の力業で済むんじゃね？
基地局間通信向き、って話じゃ、電力や計算資源問題はとりあえず後回しに出来るし。
何が問題なんかわからん…。
30 to 300GHz (スコア:0)
この帯域の電磁波に当たると痛いんじゃない？
暴徒鎮圧用の非殺傷兵器と同じ周波数。