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本研究では、組合せ最適化問題を解くホップフィールド型ニューラルネットワークを、超伝導デバイスによるニューロン素子で構成し、数値解析と集積回路上での動作から、そのネットワークダイナミクスを解析することを目的としている。
本年度は、（1）昨年度までに設計と集積回路上での検証を行ってきた、出力が平坦で電流ゲインの高いしきい値特性を有するニューロン回路を利用したニューラルネットワークの設計を実施した。回路は産業技術総合研究所の超伝導集積回路用試作設備を利用したNb/AlOx/Nb集積回路により試作が行われた。組合せ最適化問題の一つである4-Queens問題を解くネットワークでは、ネットワークの一部動作が確認されたが、ローカルミニマムと思われる不正解状態や、多ピン計測による外来ノイズに起因するネットワーク終状態の不安定的な動作が確認された。ネットワークの正解率の評価などのネットワークの解探査性能を数値評価するところまでは至らず課題を残す結果となったが、超伝導回路によるニューラルネットワーク実現へ向けて、一定の指針を与えることができた。
(2) 一方、本研究で開発した出力が平坦で電流ゲインの高いニューロン回路を利用することで、新しい超伝導回路用弛張発振器が構成できることを提案した。本回路ではシュミットトリガー型の発振器を構成し、Nb集積回路による試作を実施した。計測の結果、弛張発振動作が実測で観測され、回路の有効性が実証された。本発振器は電流駆動能力を有しており、超伝導電子回路上での発振回路としての応用が期待される。
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