フラクソンニュ-ロ計算機の集積化に関する基礎的研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03650318
• 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, 助教授 (60125622)
• 研究分担者: 沢田 康次 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80028133)
• キーワード: フラクソン / ニュ-ロ / ジョセフソン接合 / 超伝導ニュ-ラルIC / 超伝導ニュ-ロ計算機

研究概要

研究実施計画に基づいて順調に計画は消化された。本質的にニュ-ラルネットワ-クの集積化に適した特性を数多く備えているジョセフソン位相モ-ド集積回路製作の研究実績と平成2年度に行われた関連研究成果並びに我々が開発したウェット工程によるNb/AlO_x/Nb接合ジョセフソン集積回路製作技術を用いて、シナプス荷重固定のHopfield型回路を5mm角の超伝導ICチップとして製作測定を行った。回路は特性の評価が容易であり、より一般的な対象を考慮してニュ-ラルADコンバ-タとした。その他基本回路の特性測定用回路を同時に設計集績した。これによりニュ-ロン素子として必要ないき値はジョセフソン伝送線路の低抗結合により実現され、そのいき値電圧は結合部の時定数に依らず、結合部の低抗値のみに依存することが新たに判明しその解析を行った。またニュ-ロン部での信号の空間加算は位相モ-ド回路のT分岐により達成されることも実験的に確認された。ADコンバ-タに関する測定では測定系について高周波動作の対策を取らなかったため10kHzまでであったがその動作を実験的に確認した。この時の消費電力は1接合当り11nWであり、低消費電力性が確認された。また可変シナプス構成に関する予備的実験も行い、実現可能性を示すデ-タを得ることに成功した。これらの研究成果は、応用物理学会、電子情報通信学会、神経回路網学会において発表した。現在Applid Physics Letters誌(米国)に投稿準備中であり、また超伝導国際会議(WCS)においても本年9月招待講演を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] Y.Mizugaki,K.Nakajima,Y.Sawada,T.Yamashita: "Experimental Implementation of Superconducting Neural Circuits Using Fluxon Pulses" Applied Physics Letters.
• [文献書誌] 水柿 義直,中島 康治,沢田 康次,山下 努: "ウェットエッチングを用いたNbーAlO_xーNb接合集積化工程の短縮と接合特性" 電子情報通信学会論文集CーII. J74ーCーII. 812-814 (1991)
• [文献書誌] 水柿 義直,中島 康治,沢田 康次,山下 努: "超伝導ニュ-ラル演算回路" 神経回路学会第2回全国大会講演論文集. 06ー3. 65-65 (1991)
• [文献書誌] 水柿 義直,中島 康治 沢田 康次,山下 努: "超伝導ニュ-ラル演算回路の試作" 電子情報通信学会技術研究報告. SCE91ー32. 55-59 (1991)
• [文献書誌] 水柿 義直,中島 康治,沢田 康次,山下 努: "フラクソンパルスを用いた超伝導ニュ-ラル演算回路の試作" 第52回応用物理学会学術講演会予稿集. 9PーRDー17. 88-88 (1991)