1993 Fiscal Year Annual Research Report
フラクソンニューロのための可変シナプス素子集積化に関する基礎的研究
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05650322
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中島 康治 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60125622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沢田 康次 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80028133)
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| Keywords | フラクソン / ニューロ / 超伝導 / 集積回路 / 可変シナプス / A / Dコンバータ / 磁束量子 / SQUID |
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| Research Abstract |
超伝導ニューロンと可変シナプスの新しい高性能なデバイスの開発に成功した。新ニューロンは1接合と2接合の量子干渉デバイスを組み合わせた結合量子干渉デバイスである。この新ニューロンの特性を検証するため、ニューロA/Dコンバータを製作、MHzでの動作を確認した。この結果はIEEE Trans.on Applied Superconductivity 1994年3月号に採録が決定した。
また当初の予定通り、可変シナプスの回路として量子干渉デバイスの臨界電流を変化させ、結合部に流れ込む電流を制御する新たな集積回路を製作、測定を通してその実用性を確認した。この可変シナプス回路としては基本設計が異なる2種類を製作しており、抵抗可変型と電流源可変型とに分けることができる。実験と数値解析による検討の結果、電流源可変型が特性的に優れていることが判明し、大規模回路向きであると判断された。この結果も上記論文誌の報告に含まれる。さらに回路部品としての特性を評価するため現在連想記憶などの回路構成を試みている。
またこの可変シナプスに記憶機能を持たせる検討も行っており、次の段階の主要課題となっている。候補としては新ニューロンに用いた結合量子干渉デバイスが最有力であり、1接合量子干渉デバイスに磁束量子を保持させ、記憶機能を実現することを進めている。
これに並行して、学習機能の実現などのために各種の制御回路系が必要とされるため、磁束量子を信号として用いる位相モード各種ロジック回路の試作検討を開始した。この回路は位相モードロジック回路の弱点といわれたフローティング部をなくし単一接地を実現したもので、超高速大規模回路に容易に対応できる体制が整備された。
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[Publications] Y. Mizugaki: "Superconducting neural circuits using fluxon pulses" Appl. Phys. Lett.62. 762-764 (1993)
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[Publications] K. Nakajima: "Correct reaction neural network" Neural Networks. 6. 217-222 (1993)
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[Publications] 中島康治: "単一磁束量子を用いた電子素子と回路" 応用物理. 62. 467-470 (1993)
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[Publications] Y. Mizugaki: "Superconducting implementation of neural networks using fluxon pulses" IEEE Trans. on Applied Superconductivity. 3. 2765-2768 (1993)
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[Publications] Y. Mizugaki: "Linearization analysis of threshold characteristics for some applications of mutually coupled SQUIDs" IECE Trans. Electron.E76-C. 1291-1297 (1993)
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[Publications] T. Kitaura: "Switched diffusion analog memory for neural networks" Extended Abstracts of the 1993 Int. Conference on Solid State Devices and Materials. 449-451 (1993)
