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Creation of extremely energy-efficient integrated circuit technology beyond the thermodynamic limit based on reversible quantum flux circuits

基于可逆量子通量电路创建超越热力学极限的极其节能的集成电路技术

基本信息

批准号：
19H05614
负责人：
吉川信行
金额：
$ 127.71万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-26 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、双方向演算が可能な論理回路である可逆断熱的量子磁束パラメトロン(AQFP)を用いて熱力学的極限を超える究極の低消費エネルギー集積回路を実現する。可逆AQFPの学理明らかにすると共に、可逆AQFPを用いた超省エネ集積回路を実現するための基盤技術を確立する。可逆AQFPの学理の解明においては、可逆AQFPフリップ・フリップを設計し、熱ノイズを含む回路シミュレーションによりデータの消去と消費エネルギーの関係を調べた。これにより、フリップ・フロップの出力を消去することによりエネルギーが消費されることを明らかにした。また、実験により可逆AQFPフリップ・フロップの正常動作を確認した。可逆AQFPの設計基盤技術の確立においては、論理記述から可逆AQFPゲートのネットリストを得るツールにおいて、ゴミ情報を再利用するアルゴリズムの効率化を図った。新規可逆量子磁束回路の創生においては、複数のAQFPを相互に磁気結合させた複雑な可逆論理ゲートを回路シミュレーションにより評価し、それらの可逆性を明らかにした。プロセッサアーキテクチャの研究においては、可逆データパスの動作実証を行った。位相シフト可逆AQFPゲートの研究においては、PdNi強磁性体薄膜の磁化を外部磁場により制御する機構を組み込んだゲートを設計した。また、強磁性体を障壁層に用いることにより、π位相シフトジョセフソン接合を得ることができる。このようなπ位相シフトジョセフソン接合をAQFP回路に組み込む効果についてシミュレーションで検討を行った。３次元超伝導回路の高密度集積化においては、2層のAQFP回路間に2層のストリップ構造PTL配線層を配置したデバイス構造を有する3次元超伝導回路作製プロセスを開発した。また、作製チップ数増加のために基板ウエハサイズを3インチから4インチに拡張するプロセス開発を行った。

In this study, the bidirectional calculus is possible to analyze the quantum magnetic beam of reversible breakage (AQFP) using the limits of physics mechanics. The reversible AQFP system makes it clear that the system is common, and the reversible AQFP uses the ultra-economical collection loop to ensure the establishment of the basic technology. The reversible AQFP theory explains how to design the device, the reversible AQFP device, and the device, which contains the loop configuration, the loop error, the transmission error, and the elimination error. Please tell me that you are going to make an effort to eliminate the problem. Please confirm the normal operation of the reversible AQFP engine. Reversible AQFP design basic technology makes sure that you can make sure that you can improve the performance of the system. If you want to improve the performance of the system, you can use the information system to improve the performance of the system. The new regulation reversible quantum magnetic beam circuit is characterized by the combination of the new reversible quantum magnetic beam circuit, the complex AQFP circuit, the complex quantum beam circuit, the new reversible quantum magnetic beam loop, the complex quantum beam loop, the complex quantum beam loop, the new reversible quantum beam This is the first step in the research process, and the other is the reversible one. Phase Microscopy reversible AQFP Microscopy Research system, PdNi strong magnetic thin film magnetization system, external magnetic field control system, system equipment, equipment equipment, equipment equipment, design equipment. The structure of the barrier of the strong magnetic body and the barrier of the strong magnetic body can be obtained by using the barrier of the strong magnetic body and the phase of π phase. This is the first time to connect the AQFP circuit. The result is that you need to know how to do this. Three-dimensional superconductor loop, high-density integrated circuit, two-dimensional AQFP loop, two-dimensional superconductor loop, two-dimensional superconductor loop, three-dimensional superconductor loop, two-dimensional superconductor loop, three-dimensional superconductor loop, two-dimensional superconductor loop, two-dimensional superconductor loop, three-dimensional superconductor loop, three-dimensional superconductor loop, two-dimensional superconductor loop, two-dimensional superconductor loop, three-dimensional superconductor loop, three-dimensional superconductor loop Make sure that you add the number of times you want to make sure that the base board does not change the number of days.

项目成果

期刊论文数量（263）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Design of a hybrid superconductor logic computation system using single flux quantum and adiabatic quantum-flux-parametron logic families

使用单通量量子和绝热量子通量参数逻辑族的混合超导逻辑计算系统的设计

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tanaka Tomoyuki;Meher Sukanya S.;Ayala Christopher L.;Hironaka Yuki;Sahu Anubhav;Inamdar Amol;Gupta Deepnarayan;Yoshikawa Nobuyuki
通讯作者：
Yoshikawa Nobuyuki

An adiabatic quantum-flux-parametron block permutation unit for a superconductor SHA-3 cryptoprocessor

用于超导 SHA-3 加密处理器的绝热量子通量参数块置换单元