2022 Fiscal Year Final Research Report

Receiver system combining SIS mixer and SFQ circuit

Research Project

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Project/Area Number	19H01945
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 16010:Astronomy-related
Research Institution	National Astronomical Observatory of Japan
Principal Investigator	KAMAZAKI Takeshi 国立天文台, アルマプロジェクト, 助教 (00413956)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	酒井剛電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20469604) 山梨裕希横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70467059) 野口卓国立天文台, 先端技術センター, 名誉教授 (90237826)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	超伝導回路 / 超伝導素子 / 受信分光システム / 宇宙電波観測
Outline of Final Research Achievements	For future observations with wider fields and broader bandwdiths in radio astronomy, our research aims at replacing normal temperature circuit for digitization and digital correlation processing with single flux quantum (SFQ) circuit, which is one of the superconducting circuits. In this experiment, we designed and manufactured A/D converters for the digitization and autocorrelators for the correlation processing using the SFQ circuit, and then, showed that the actually manufactured circuits correctly worked. This demonstration supports that the SFQ circuits are basically usable for the processing in radio astronomy.
Free Research Field	宇宙電波観測
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究は、将来の宇宙電波観測における広視野化および広帯域化を見据え、超伝導素子であるSIS素子からの受信出力を超伝導回路の一つである単一磁束量子回路を用いて処理することを目指した基礎的な試験である。単一磁束量子回路で設計・作製されたA/D変換器および自己相関器の動作確認により、単一磁束粒子回路が将来の宇宙電波観測における広視野化および広帯域化の要素技術の一つになりえることを示すことができた。また、単一磁束量子回路を用いることで消費電力の削減が可能となるので、将来の大規模処理システムにおける低消費電力化に対して一つの可能性を示すことができた。