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超伝導可逆回路を用いた超低電力計算機の研究

利用超导可逆电路的超低功耗计算机研究

基本信息

批准号：
20J20495
负责人：
山栄大樹
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20495/
关键词：
可逆計算超伝導回路量子磁束パラメトロン断熱ロジック

项目摘要

本年度では、超伝導集積回路である断熱量子磁束パラメトロン（AQFP）回路による可逆計算が可能な可逆AQFP回路を用いた超低消費エネルギー計算機の実現にむけたマイクロプロセッサの設計と消費エネルギーを測定するための大規模AQFP回路の設計を行った。設計したマイクロプロセッサは、昨年度までに設計及び動作実証を行った算術論理演算器とレジスタファイルを組み合わせたものである。このマイクロプロセッサの消費エネルギーを数値計算を用いて計算した結果、従来の不可逆回路と比較して低消費エネルギーであることを確認した。これは、初年度に検討した回路本来の機能として関係ない可逆性を保証するために必要であるゴミ情報を消去した際に必要な消費エネルギーを見込んでも十分小さいことが確認できた。AQFP回路が低消費エネルギーであることを実験的に示すために、AQFP回路の消費エネルギーを測定するための回路を設計した。AQFPゲート単体の消費エネルギーは非常に小さいため、それ自体を測定することは困難である。そこで、チップ内に多数のAQFPゲートを集積し、回路全体の消費エネルギーの測定を行うことでゲートあたりの消費エネルギーを見積もることを検討した。消費エネルギーは、AQFP回路が動作している場合と動作していない場合の電力を観測し、それらの差から算出することが可能である。現在回路の試作途中であり、回路が完成できしだい測定を行う予定である。

This year, the design and measurement of a large scale AQFP loop was carried out in the design and implementation of ultra-low cost computer systems for reversible AQFP loops. Design and operation of the algorithm The calculation of the value of the product is carried out by comparing the results of the calculation with those of the irreversible circuit. The original function of the loop is to ensure the reversibility of the loop, and the necessary information is to eliminate the loop. AQFP loop design for low cost performance AQFP is a very small and difficult business. The majority of the AQFP in the circuit is collected and measured. Power measurement and differential calculation are possible when the AQFP circuit operates. Now the loop is on the way, the loop is complete, the measurement is predetermined,

项目成果

期刊论文数量（45）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

断熱量子磁束パラメトロン回路を用いたアップダウンカウンタの設計と評価

采用绝热量子通量参量电路的可逆计数器的设计与评估

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
山栄大樹;竹内尚輝;吉川信行
通讯作者：
吉川信行

Planarized Nb 4-Layer Fabrication Process for Superconducting Integrated Circuits and Its Fabricated Device Evaluation

超导集成电路平面化铌四层制造工艺及其制造器件评估

DOI：
10.1587/transele.2020sup0001
发表时间：
2021
期刊：
IEICE Transactions on Electronics
影响因子：
0.5
作者：
NAGASAWA Shuichi;TANAKA Masamitsu;TAKEUCHI Naoki;YAMANASHI Yuki;MIYAJIMA Shigeyuki;CHINA Fumihiro;YAMAE Taiki;YAMAZAKI Koki;SOMEI Yuta;SEGA Naonori;MIZUGAKI Yoshinao;MYOREN Hiroaki;TERAI Hirotaka;HIDAKA Mutsuo;YOSHIKAWA Nobuyuki;FUJIMAKI Akira
通讯作者：
FUJIMAKI Akira

Design and demonstration of a reversible quantum-flux-parametron 8-word by 4-bit register file

可逆量子通量参数管 8 字 x 4 位寄存器文件的设计和演示

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Yamae;N. Takeuchi;and N. Yoshikawa
通讯作者：
and N. Yoshikawa

10 kA/cm2 Nb 平坦化プロセスを用いた断熱量子磁束パラメトロン回路の歩留まり評価

使用 10 kA/cm2 Nb 平坦化工艺的绝热量子通量参量管电路的良率评估

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
山栄大樹;竹内尚輝;吉川信行
通讯作者：
吉川信行

Adiabatic Quantum-Flux-Parametron: A Tutorial Review

绝热量子通量参量管：教程回顾

DOI：
10.1587/transele.2021sep0003
发表时间：
2022
期刊：
IEICE Transactions on Electronics
影响因子：
0.5
作者：
TAKEUCHI Naoki;YAMAE Taiki;L. AYALA Christopher;SUZUKI Hideo;YOSHIKAWA Nobuyuki
通讯作者：
YOSHIKAWA Nobuyuki