演算処理速度を大幅に高める
新たなアルゴリズムの開発

　髙木教授の研究成果が、情報工学分野に新たな領域を誕生させた歴史がある。それが「ハードウェアアルゴリズム」という領域だ。

　コンピュータとはいわば精密な高速計算機である。そこでは誰でも知っている「+・-・×」といった計算が主に繰り返されていて、足し算回路や掛け算回路が入っている。髙木教授が学生の頃、高速の掛け算回路は構造が複雑でひとつのLSI(大規模集積回路)ではつくることが難しく、ひとつのLSIでつくられた既存の単純な構造の掛け算回路は、あまり高速なものではなかった。

　そこでLSIを用いて高速の回路をつくるのに適した処理手順(アルゴリズム)を組み立てるのが「ハードウェアアルゴリズム」の研究だ。髙木教授は計算に冗長2進表現という数表現を用いた掛け算の新しいハードウェアアルゴリズムを開発。その技術は現代の情報社会を支える大規模なデジタル集積回路をはじめとして、コンピュータの性能向上に大きく貢献してきた。

「私が開発したアルゴリズムを実装した機器が研究当時の世界最速を記録したこともあり、演算回路や暗号技術に関連する高速処理の成果は、携帯電話などの多くの製品に活用されました。『工学』とは人の暮らしや社会を豊かにするためのもの。情報工学に取り組むうえで、欠いてはいけないポイントです」

社会に、世界に貢献できる
コンピュータ工学のスケール

　髙木教授の取り組むもうひとつのテーマに「超伝導コンピュータの技術開発」がある。情報化が進む世界ではいま、膨大な情報を処理するデータセンターの消費電力が課題となっていて、数年後には世界中の電力の10%を消費するという予測もある。情報処理速度の向上に加えて、消費電力の削減も叶えるのが、超伝導コンピュータの特徴。髙木教授は従来とは異なるパルスを情報伝達に用いる手法で、超伝導コンピュータの基盤技術の開発に注力する。

「半導体の処理速度は10年間で約100倍になると言われており、20年間では1万倍になる計算です。これは現在のコンピュータで1万年かかる情報の処理が、20年後には1年間でできるようになる、ということ。その成果は日常の暮らしだけでなく、あらゆる分野の研究や調査・分析にも関わってきます。半導体やコンピュータの進化は、世界が前進するための力になるもの。これからも超伝導を含めて、最前線での挑戦を続けていきます」

　髙木教授が語る通り、いまやコンピュータの力は人類が前に進むための力だと言ってよい。そんなスケールの大きさがコンピュータ工学の持つ魅力である。髙木教授が学部長を務める情報工学部は、技術の応用だけでなくハード・ソフトの基盤技術・基礎理論への理解を重視するカリキュラムが特徴。そこには髙木教授から次世代の情報エンジニアに向けた、大切なメッセージが込められているのだ。