Probabilstic computation circuit based on ultra-fast random number generation using superconductive circuits

• Project/Area Number: 25K01284
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 山梨 裕希 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70467059)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2025: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: 確率的演算 / 確率ビット / 乱数生成器

Outline of Research at the Start

従来のディジタルビットに基づく確定計算が苦手とする組み合わせ最適化問題等を効率的に解くことができる確率計算が注目されている。本研究では確率計算ハードウェア実装に必要となる任意の確率で‘1’を出力する確率出力ビット（p-bit）を超伝導乱数生成器によって実現する本提案は類似技術である量子計算機よるアニーリングマシンと比較しても、ｍKまでの冷却や量子ビットの極めて正確な状態重ね合わせの制御が必要なく、実現性や拡張性に優れている。p-bit間で符号を含む強度可変な結合を実現し、現実的な問題に応用できることを示す。本研究により、超伝導回路による超高速な乱数生成に基づく確率計算という新領域を開拓する。