単一磁束量子を情報担体とする超高速メモリシステムに関する研究

以单磁通量子为信息载体的超高速存储系统研究

• 批准号: 04J04854
• 负责人: 藤原 完
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J04854/
• 关键词: 超伝導集積回路; ハイブリッド; インターフェース回路; 高速試験; SFQ; グランド電流; メモリ; アンプ; シフトレジスタ; マイクロプロセッサ; エラーレート; Josephson-CMOSハイブリッドシステム

超伝導体集積回路は、半導体集積回路に比べ、1桁以上の高速性、3桁以上の超低消費電力性を有し、次世代集積回路としての期待が大きい。現時点で、半導体デバイス以外で、1万接合規模の回路が動作実証されたものは、超伝導回路以外に存在しない。また、低温超伝導技術の発展は、窒素温度下の高温超伝導体技術、極低温下の量子ビット応用技術の発展へも繋がる重要な研究である。昨年度、名古屋大学と共同研究を行ってきた超伝導シフトレジスタ型メモリを搭載したマイクロプロセッサの動作実証に世界で初めて成功した。今年度は、更に大規模な超伝導回路の動作に向けたバイアス電流量の増加に伴う影響調査を行った。一万接合規模回路のグランド電流影響調査の結果、まず入出力回路を元にグランド電流の影響を軽減する構造開発を行った。その結果、上部、下部グランドプレーンでシールド型構造が、グランド電流の影響を軽減する効果がある事を示す事に成功した。これは、今後の大規模超伝導回路動作へ向けた一つの指針を示す大きな結果であるといえる。また、最も重要な課題の一つに現半導体回路とのインターフェース技術、特に高速試験を行う必要性がある。そこで、共同研究を行っているUC Berkeley校において、Josephson-CMOSハイブリッドメモリシステムの設計及び高速試験環境構築を行った。各ケーブル、コネクタ、ノイズ軽減のための電子部品を購入により、試験環境の構築を終え、各要素回路のファンクションテストに成功した。今後、クロストークの軽減、高速信号のマッチングを更に行う事で、システム全体の遅延時間測定を進める。また、レーザダイオードを用いた低温特性評価を行い、光出力インターフェースへ向けた基礎評価実験、最新プロセスを用いたCMOS回路の評価実験も継続して行っており、他デバイスの融合による、更なる超伝導技術の発展に繋げる。

Superconductor integrated circuits, semiconductor integrated circuits, high speed of 1-beam or more, ultra-low power consumption of 3-beam or more, and high expectations of next-generation integrated circuits At present, the operation of circuits other than semiconductor circuits and 10,000 junction circuits has been proved to exist in addition to semiconductor circuits and superconducting circuits. The development of low temperature superconducting technology is an important research area for the development of high temperature superconducting technology and quantum technology at very low temperature. Last year, Nagoya University conducted joint research on the development of new technologies and technologies. This year, more large-scale superconductivity loop operation to increase the amount of current associated with the investigation The results of the investigation of the influence of the current on the joint scale circuit and the structural development of the reduction of the influence of the current on the input power circuit elements are presented. As a result, the upper and lower parts of the structure are successfully constructed to reduce the influence of the current. This is the first time that a large-scale super-conductor circuit has been activated. The most important issue is the necessity of developing semiconductor circuits, technologies and special high-speed tests. The design and construction of high speed test environment of Josephson-CMOS system are carried out jointly by UC Berkeley. All kinds of equipment, equipment, equipment In the future, the delay time measurement of high-speed signals will be improved. Low temperature characteristic evaluation of semiconductor devices, basic evaluation of optical output, evaluation of CMOS circuits, development of semiconductor devices, integration of semiconductor devices, and development of ultra-conductive technologies

项目成果

Error Rate Test of Large-Scale SFQ Digital Circuit Systems

大规模SFQ数字电路系统的误码率测试

• 发表时间: 2005
• 期刊: IEEE Trans.Appl.Supercond. (印刷中)
• 作者: K.Fujiwara;N.Nakajima;T.Nishigai;M.Ito;N.Yoshikawa;A.Fujimaki;H.Terai;S.Yorozu
• 通讯作者: S.Yorozu