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2014 年度 実績報告書

磁束量子・反磁束量子対の生成・消滅に基づく高速論理演算・記憶方式の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 24656221
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, 教授 (10282013)
小野美 武  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70312676)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード磁束量子 / レベル論理 / 超伝導回路
研究実績の概要

磁束量子・反磁束量子の生成・消滅に基づく高速論理演算・記憶方式の研究開発において当初検討対象としたrf-SQUIDラダー回路がノンラッチング動作のマージンが狭いことが判明したため、磁束量子パラメトロンを参考に、磁束量子を予め設置しその位置により論理状態を判別する新たな回路を提案し、その回路動作やパラメータマージンを解析した。それによりAND,OR,NOTなどの基本論理・演算回路の構成が可能なことを確認した。これにより磁束量子・反磁束量子の生成・消滅に基づく高速レベル論理演算・記憶方式の基本回路構成を確定することができた。その機能を広範囲に確認するため、詳細な回路動作の解析を進めるとともに、集積回路として実現しその動作を実証するための回路設計やシミュレーションを実行した。最終的に回路製作まで達成することは時間的な制約上困難となり、実測までは実施することができなかった。しかし今後の回路構成について多くの有用なデータを取得することができ、その可能性の高さを示すことができたことは一定の成果であったと思われる。更に関連研究として組み合わせ最適化問題を解く超伝導集積回路ニューラルネットワークについてもさらなる改良を加えて動作の確実性を高めた。これに関連してニューラルネットワークの解析も進めてその学習方法やディープラーニングにおける様々な改良や新たな提案を行い、それらを超伝導集積回路ニューラルネットワークに導入する検討を進めて良好な成果を得た。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件)

  • [学会発表] Over View from Josephson Transmission Line to SFQ Logic Circuit and Inverse Function Delay-Less Model2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakajima
    • 学会等名
      Superconducting SFQ VLSI Workshop SSV
    • 発表場所
      Ookubo Sannomiya Japan
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Family of Inverse-function Delayed Model as an Active Neural Network and Its Implementation on FPGA2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nakajima
    • 学会等名
      CNSE and JSPS Core-to-Core Program Joint Seminar “Atomically Controlled Processing/Nanotechnology for Ultra-large Scale Integration
    • 発表場所
      Leuven Belgium
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Josephson伝送線路から逆関数ゼロ遅延神経回路への足跡とその周辺2014

    • 著者名/発表者名
      中島康治
    • 学会等名
      超伝導エレクトロニクス第146委員会、第93回研究会
    • 発表場所
      学士会館本館(東京都、千代田区)
    • 年月日
      2014-10-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Back Propagation Learning Based on an IDL Model2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Horiuchi, Yoshihiro Hayakawa , Takeshi Onomi, and Koji Nakajima
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2014)
    • 発表場所
      Luzern, Switzerland
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
  • [学会発表] Performance Analysis of Bidirectional Associative Memories by Using the Inverse Function Delay-less Model2014

    • 著者名/発表者名
      Chunyu Bao, Takeshi Onomi , Yoshihiro Hayakawa, Shigeo Sato, and Koji Nakajima
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2014)
    • 発表場所
      Luzern, Switzerland
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17

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公開日: 2016-06-01  

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