| 研究課題/領域番号 |
18H05211
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| 研究種目 |
特別推進研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
藤巻 朗 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20183931)
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| 研究分担者 |
高木 直史 京都大学, 情報学研究科, 教授 (10171422)
牧瀬 圭正 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 特定フェロー (60363321)
山下 太郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (60567254)
吉川 信行 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70202398)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-23 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
615,420千円 (直接経費: 473,400千円、間接経費: 142,020千円)
2022年度: 78,130千円 (直接経費: 60,100千円、間接経費: 18,030千円)
2021年度: 89,180千円 (直接経費: 68,600千円、間接経費: 20,580千円)
2020年度: 131,560千円 (直接経費: 101,200千円、間接経費: 30,360千円)
2019年度: 176,540千円 (直接経費: 135,800千円、間接経費: 40,740千円)
2018年度: 140,010千円 (直接経費: 107,700千円、間接経費: 32,310千円)
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| キーワード | 単一磁束量子 / 半磁束量子 / 磁性ジョセフソン接合 / マトリクスメモリ / 量子化条件 / π接合 / 単一磁束量子回路 / 半磁束量子回路 / パルス論理 / パルス駆動回路 / 磁束量子回路 / 超伝導回路 |
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| 研究成果の概要 |
πジョセフソン接合（π接合）を超伝導ループに1個導入すると、量子化条件を満たすためにループ内に自発的に電流が流れる。この電流が、従来では実現できなかった機能を導く。π接合を用いた単一・半磁束量子回路は、複雑な量子干渉計ともみなせる。π接合の導入は、干渉全体に影響を及ぼすことから、全体像を理解し、工学的に意味のある効果の発現方法を見出だした。また、接合の集積化、設計、実装技術も含め、100GHz級マイクロプロセッサや光速で伝搬するパルスを利用するマトリクスメモリの実現への道筋を立てた。加えて、新たな量子効果として、自己インダクタンス増加や従来技術では不可能な効率での磁束伝送を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
メモリを含む論理演算動作には、信号の持つエネルギー、スイッチングに必要なエネルギー、消費エネルギーの3つのエネルギーが関与し、それらと動作速度や誤り率が密接に関係することが分かった。通常は、上記3つのエネルギーはほぼ同じ値となるが、半磁束量子回路では、独立に制御できる。高エネルギー効率の計算機構築に向け、計算速度、計算精度、消費エネルギーの物理的な意味を考えるきっかけを作ったものと考える。また、半磁束量子回路の低電力性は量子計算の制御へ、π接合を利用した磁束伝送回路は量子アニーリングへ展開できる。単一磁束量子回路も含め、量子を利用した将来の計算機への基盤構築に貢献する。
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| 評価記号 |
事後評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの成果があった
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評価記号 |
中間評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる
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