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2008 年度 実績報告書

多媒体量子ナノ集積デバイスの反応拡散ダイナミクスを利用した情報処理システム

研究課題

研究課題/領域番号 20360149
研究機関北海道大学

研究代表者

雨宮 好仁  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80250489)

研究分担者 葛西 誠也  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (30312383)
浅井 哲也  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00312380)
キーワード単電子 / フォトン / 磁束量子 / 反応拡散系 / ネットワーク / ダイナミクス
研究概要

本研究では生命現象の背景にあるメカニズムと量子ナノ集積デバイスを組み合わせた新しい集積回路の構成方針を開拓する。そのために必要なデバイス要素は、多種類の量子(電子・フォトン・磁束量子など)を相互に作用させて複雑な反応拡散系を形成するための量子ナノ集積体である。このような多媒体量子ナノ集積体として、単電子振動子による非線形振動ネットワークを主体におき、その振動ダイナミクスをフォトンや磁束量子で制御するという形のシステムを考えた。
第一段階として、実際の量子ナノ構造プロセスに適合する形の単電子振動子ネットワークを設計した。量子ドットと基板による単電子トンネル接合をネットワーク状にキャパシタ結合すると電子トンネルによる非線形振動を生じ、化学反応を模擬する非線形システムとなる。その動作をシミュレーションで確認するとともに、振動の非線ダイナミクスを制御するためのパラメータ設定法を開発した。次に、この単電子振動子ネットワークを外部から入射するフォトンと磁束量子で制御することの可能性を調べるため、電子以外にフォトンと磁束量子の効果を扱うことができるようにシミュレータを改良した。それによる解析の結果、単電子振動子ネットワークの動作をフォトンや磁束量子で励起できることを確認した。以上により多媒体量子ナノ集積体としての基本動作が可能なことを示した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2008

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Non-linear phenomena in electronic systems consisting of coupled single-electron oscillators2008

    • 著者名/発表者名
      Kikombo A. K.
    • 雑誌名

      Chaos, Solitons and Fractals 37(1)

      ページ: 101-107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On digital LSI circuits exploiting collision-based fusiongates2008

    • 著者名/発表者名
      Yamada K.
    • 雑誌名

      International Journal of Unconventional Computing 4(1)

      ページ: 45-59

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-flux quantum logic circuits exploiting collision-based fusion gates2008

    • 著者名/発表者名
      Asai T.
    • 雑誌名

      Physica C 468(15-20)

      ページ: 1983-1986

    • 査読あり
  • [学会発表] Implementation of early vision model for edge extraction with single-electron devices2008

    • 著者名/発表者名
      Kikombo A. K
    • 学会等名
      12th International Conference on Cognitiv e and Neural Systems
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2008-05-14

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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