Creation of Ultra-Low Power High-Density Adiabatic Quantum Flux Logic

• Project/Area Number: 24H00311
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 吉川 信行 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 教授 (70202398)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山梨 裕希 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70467059) ; 竹内 尚輝 神戸大学, システム情報学研究科, 准教授 (00746472)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥48,230,000 (Direct Cost: ¥37,100,000、Indirect Cost: ¥11,130,000); Fiscal Year 2025: ¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000); Fiscal Year 2024: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000)
• Keywords: 集積回路 / 超伝導回路 / SFQ / AQFP / 低消費電力

Outline of Research at the Start

断熱量子磁束パラメトロン（AQFP）は、超伝導回路を断熱的に動かすことでエネルギー効率が極めて優れた論理回路であり、半導体回路に対して５桁以上小さな消費エネルギーで動作する。本研究では、AQFPの重要課題である高密度集積化に取り組む。AQFPにおいて最も回路面積を占有する超伝導トランスを除去したDual-rail直結型AQFP (DDQFP)を新たに提案し、高密度集積化を図る。加えてJosephsonインダクタンスや多層超伝導集積回路プロセスの開発による高密度集積化を図る。以上により超伝導回路の集積密度の物理的限界を明らかにし、最終目標としてDDQFPを用いたFFTプロセッサを実現する。