位相量子を用いたナノスケール超高速論理回路の研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360166
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 吉川 信行 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (70202398)
• 研究分担者: 金田 久善 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (30242382)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 超伝導集積回路 / 単一磁束量子 / ナノデバイス / ジョセフソン素子 / 超高速論理回路 / SFQ / インダクタンス / 位相量子

研究概要

超伝導体中の量子化された磁束を情報担体とする単一磁束量子論理回路は、高速性、低消費電力性に優れるが、超伝導インダクタンスを用いるためゲートサイズの微細化が制限される。これに対して本研究で提案する位相量子論理回路は、ジョセフソン接合の位相差を用いて磁束を保持するため、原理的にナノメータ寸法の論理ゲートを実現できる。本研究では、ナノスケール集積化が可能な位相量子論理回路の原理実証と設計方法論の確立を行ない、試作を通して本回路の基本特性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Novel serial-parallel converter using SFQ logic circuits (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Park, Y. Yamanashi, K. Taketomi, N. Yoshikawa, A. Fujimaki, N. Takagi
  • 雑誌名: Physica C vol.468 ページ: 1977-1982
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct measurements of propagation delay of single-flux-quantum circuits by time-to-digital converters (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamiya, N. Yoshikawa, A. Fujimaki, H. Terai, Y. Hashimoto
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express Vol.5 No.9 ページ: 332-337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Implementation of a Fully Asynchronous SFQ Microprocessor : SCRAM2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Nobumori, T. Nishigai, K. Nakamiya, N. Yoshikawa, A. Fujimaki, H. Terai, S. Yorozu
  • 雑誌名: IEEE Trans. Applied Superconductivity vol. 17 ページ: 478-481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bit-Error-Rate Measurements of RSFQ Shift Register Memories (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hikida, K. Fujiwara, N. Yoshikawa, A. Fujimaki, H. Terai, S. Yorozu
  • 雑誌名: IEEE Trans. Applied Superconductivity vol. 17 ページ: 512-515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of LR-Loading Technique for Low-Power Single Flux Quantum Circuits (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamanashi, T. Nishigai, N. Yoshikawa
  • 雑誌名: IEEE Trans.Applied Superconductivity vol. 17 ページ: 150-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-chip microwave generator for manipulation of superconductive quantum bits (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamanashi, T. Asano, N. Yoshikawa
  • 雑誌名: Physica C vol.445-448 ページ: 967-970
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and implementation of low-power SFQ circuits using LR-load biasing technique (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Nishigai, S. Yamada, N. Yoshikawa
  • 雑誌名: Physica C vol. 445-448 ページ: 1029-1033
  • 査読あり
• [学会発表] High-density integration of single-flux-quantum circuits using Josephson inductance (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Natume, M. Igarashi, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa
  • 学会等名: Abstracts on 21th International Symposium on Superconductivity (ISS2008)
  • 発表場所: Tsukuba(FDP-21)
  • 年月日: 20081027-29
• [学会発表] 位相量子論理回路によるSFQ シフトレジスタメモリの高密度化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 夏目侑紀, 五十嵐正憲, 中禮浩二, 吉川信行
  • 学会等名: 2008 年春季第55 回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学理工学部(28p-NA-9)
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] High Density Integration of SFQ Shift Register Memories using Phase Quantum Logic Circuits (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Natsume, M. Igarashi, K. Churei, N. Yoshikawa
  • 学会等名: Superconducting SFQ VLSI Workshop 2008
  • 発表場所: Yokohama National University, Japan
  • 年月日: 2008-03-17
• [備考]
  • URL: http://www.yoshilab.dnj.ynu.ac.jp/jpn/index.html