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ジョセフン逆関数遅延ニューラルネットワーク

研究課題

研究課題/領域番号 19656094
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関東北大学

研究代表者

中島 康治  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60125622)

研究分担者 佐藤 茂雄  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10282013)
早川 吉弘  仙台高等専門学校, 准教授 (20250847)
小野美 武  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70312676)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2009年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2008年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードニューラルネットワーク / 超伝導集積回路 / 最適化問題 / 連想記憶 / ジョセフソン接合
研究概要

21年度も引き続きジョセフソン接合の基本方程式とニューラルネットワークの結合の式を組み合わせて擬似的な逆関数遅延ニューラルネットワークを構成して、その動作の数値解析を進めた。これまで、少数ユニットの構成で極小値からの脱出と最小値への収束を確認しているが、しかしジョセフソン接合の非線形インダクタンスによるヒステリシスを利用した逆関数遅延ニューラルネットワークに関しては動作の安定性の面で難しいことが判明した。このためジョセフソン接合の基本方程式に代えて結合SQUID系とニューラルネットワークの式を組み合わせて擬似的な逆関数遅延ニューラルネットワークを構成し、その数値解析をさらに行い、パラメーターの依存性を詳細に検討した。これにより、多数ユニットの構成で極小値からの脱出と最小値への収束を検証した。負性抵抗によるヒステリシスと非線形インダクタンスによるヒステリシスの違いについては回路動作の安定性の面で違いがあることが認められ、情報処理への影響について原理的観点からの解明を行った。さらに、結合SQUID系のヒステリシスを用いてネットワークを構成し、NP完全問題として4クイーン問題の最適化問題例について計算を実行した。これによりオリジナルな逆関数遅延ニューラルネットワークの結果との比較を進め、その違いを明確にした。超伝導の回路として最適化問題を扱った最初の例である。この結果に基づいて、異なるヒステリシス間の振る舞いの違いをより明確にし、より情報処理に適した効果を抽出する検討を行った。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2010 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Design of the Inverse Function Delayed Neural Network for Solving Combinatorial Optimization Problems2010

    • 著者名/発表者名
      早川吉弘, 中島康治
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Neural Networks 21

      ページ: 224-237

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of High-Speed Single Flux-Quantum Up/Down Counter for the Neural Computation Using Stochastic Logic2009

    • 著者名/発表者名
      T.Onomi, T.Kondo, 中島康治
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Applied Superconductivity 19

      ページ: 626-629

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 外観検査システムのための高速ハードウェアニューラルネットワークの設計2009

    • 著者名/発表者名
      千承佑, 早川吉弘, 中島康治
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌A J92-A

      ページ: 626-629

    • NAID

      110007386155

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameter Analysis for Removing the Local Minima of Combinatorial Optimization Problems by Using the Inverse Function Delayed Neural Network2009

    • 著者名/発表者名
      早川吉弘, 中島康治
    • 雑誌名

      Advances in Neuro-Information Processing Part I, LNCS 5506

      ページ: 875-882

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 外観検査システムのための高速ハードウェアニューラルネットワークの設計2009

    • 著者名/発表者名
      千承佑、早川吉弘、中島康治
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌A J92-A

      ページ: 37-47

    • NAID

      110007386155

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hardware Neural Network for a Visual Inspection System2008

    • 著者名/発表者名
      S. Chun, Y. Hayakawa, and K. Nakajima
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals E91-A

      ページ: 935-942

    • NAID

      10026848399

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recalling Temporal Sequences of Patterns Using Neurons with Hysteretic Property2008

    • 著者名/発表者名
      J. Sveholm, Y. Hayakawa, and K. Nakajima
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals E91-A

      ページ: 943-950

    • NAID

      10026848429

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bursting characteristics of a neuron model based on a concept of potential with active areas2008

    • 著者名/発表者名
      K. Nakajima and S. Suenaga
    • 雑誌名

      Chaos, American Institute of Physics 18

    • NAID

      120002166353

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RF impedance of intrinsic Josephson junction in flux-flow state with a periodic pinning potential2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, K. Nakajima, and K. Nakajima
    • 雑誌名

      Physica C 468

      ページ: 1295-1297

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-speed single flux-quantum up/down counter for neural computation using stochastic logic2008

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Onomi, Taizo Kondo, and Koji Nakajima
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 97

      ページ: 12187-12187

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of a Neural Network Chip for the Burst ID Model with Ability of Burst Firing2007

    • 著者名/発表者名
      Shinya Suenaga, Yoshihiro Hayakawa and Koji Nakajima
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals E90-A

      ページ: 715-723

    • NAID

      110007519126

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Avoidance of the Permanent Oscillating State in the Inverse Function Delayed Neural Network2007

    • 著者名/発表者名
      Akari Sato, Yoshihiro Hayakawa and Koji Nakajima
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Fundamentals E90-A

      ページ: 2101-2107

    • NAID

      110007540879

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Low-Tcジョセフソン接合列における集団的スイッチング特性2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺峰生
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 4ビット並列高速フーリエ変換システム2010

    • 著者名/発表者名
      桜庭栄
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 大規模集積回路のためのSFQ Booth Encoder2010

    • 著者名/発表者名
      中本涼介
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高次結合ネットワークによる組み合わせ最適化問題解探査のパラメータ特性2010

    • 著者名/発表者名
      曽田尚宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会2010年総合大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-03-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導ニューラルネットワークとその4-Queen問題への応用2010

    • 著者名/発表者名
      前波勇介
    • 学会等名
      信学技報
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 離散時間高次結合逆関数遅延ネットワーク2010

    • 著者名/発表者名
      曽田尚宏
    • 学会等名
      信学技報
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High Throughput Parallel Arithmetic Circuits for Fast Fourier Transform2010

    • 著者名/発表者名
      桜庭栄
    • 学会等名
      Superconducting SFQ VLSI Workshop SSV 2010
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2010-01-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Booth encoder for large scale integration SFQ circuits2010

    • 著者名/発表者名
      中本涼介
    • 学会等名
      Superconducting SFQ VLSI Workshop SSV 2010
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2010-01-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ホップフィールドネットワークと断熱的量子計算2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤茂雄
    • 学会等名
      信学技報
    • 発表場所
      屋久島
    • 年月日
      2009-11-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Solving Combinatorial Optimization Problems with the Quartic Form Energy Function of the Neural Network2009

    • 著者名/発表者名
      曽田尚宏
    • 学会等名
      The 2nd Student Organizing International Mini-Conference on Information Electronics Systems
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2009-10-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The Quartic Form Energy Function for General Combinatorial Optimization Problems2009

    • 著者名/発表者名
      曽田尚宏
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Annlications
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2009-10-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 逆関数遅延ニューラルネットワークを用いたナンバープレイスの解法2009

    • 著者名/発表者名
      早川吉弘
    • 学会等名
      日本神経回路学会第19回全国大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 非線形自己結合を持つ逆関数遅延ニューラルネットワーク2009

    • 著者名/発表者名
      曽田尚宏
    • 学会等名
      日本神経回路学会第19回全国大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 4-bit Parallel Multiplier for a Fast Fourier Transform2009

    • 著者名/発表者名
      桜庭栄
    • 学会等名
      The 12th International Superconductive Electronics Conference
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2009-06-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Collective Dynamics of Intrinsic Josephson Junctions2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤茂雄
    • 学会等名
      The 12th International Superconductive Electronics Conference
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2009-06-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 固有ジョセフソン接合列における集団力学について2009

    • 著者名/発表者名
      松下耕司
    • 学会等名
      2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2009-04-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ジョセフソン逆関数遅延ニューラルネットワーク2008

    • 著者名/発表者名
      鶴岡賢二、早川吉弘、中島康治
    • 学会等名
      電子情報通信学会2008年総合大会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2008-03-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Study on the Performance of Neuromorphic Adiabatic Quantum Computation Algorithms2008

    • 著者名/発表者名
      Aiko Ono, Shigeo Sato, Mitsunaga Kinjo, and Koji Nakajima
    • 学会等名
      2008 International Joint Conference on Neural Networks
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Implementation of high-speed single flux-quantum up/down counter for the neural computation using stochastic logic2008

    • 著者名/発表者名
      T. Onomi and K. Nakajima
    • 学会等名
      2008 Applied Superconductivity Conference
    • 発表場所
      Chicago, U.S.A
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ID model with Higher-Order Connections for Traveling Salesman Problem2008

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sota, Yosihiro Haya kawa, and Koji Nakajima
    • 学会等名
      2008 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Universal analyses of neuron models based-on a concept of potential with active areas2008

    • 著者名/発表者名
      Koji Nakajima
    • 学会等名
      2008 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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