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講演抄録/キーワード
講演名 2023-08-08 13:50
インバーター機能を有する直接結合型量子磁束パラメトロンロジックのためのπジョセフソン接合を含むrf-SQUIDの設計
小宮 航竹内尚輝山梨裕希吉川信行横浜国大SCE2023-8
抄録 (和) 断熱量子磁束パラメトロン(AQFP)ロジックは信号伝搬と反転に磁気トランスを用いており, それが将来のスケーリングの障害となる可能性がある. 従って, 信号伝搬の磁気トランスを除去した直接結合型量子磁束パラメトロン(DQFP)ロジックに関する議論が行われてきた. しかしながら, 先行の研究では駆動力やエラーレートの観点からbufferとinverterを同一ロジックに混在させることはできず, ロジックの柔軟性に課題があった. そこで我々は, インバーター機能を有したπ位相シフトジョセフソン接合を含むrf-SQUID(π-rf-SQUID)を提案する. 提案するrf-SQUIDをbufferの入力側に直接接続することで構成されるinverterは, 従来の磁気トランスを用いた方式よりも低電力性に優れ, スケーリングが容易になることが見込まれる. 本発表ではまず, AQFPの動作原理について述べる. 次に, 提案するrf-SQUIDの設計方法とそれを用いたinverterの性能について, 数値シミュレーションの結果を述べる. 次に, AIST 10 kA cm-2 high-speed standard process (HSTPプロセス)における, 疑似的なπ-rf-SQUIDの物理レイアウトの設計について述べる. 最後に結論を述べる. 
(英) Adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) logic relies on magnetic transformer for propagation and inversion, which presents a potential challenge for future scaling. Therefore, the investigation has been undertaken to realize a directly coupled quantum-flux-parametron (DQFP) logic that eliminates magnetic transformers for signal propagation. However, in previous studies, it was hard to mix buffers and inverters in the same logic gate from the perspective of driving ability and error rates, resulting in poor logic flexibility. In this study, we investigate an rf-SQUID with a Josephson junction shifted by π phase for inverter function (π-rf-SQUID). An inverter composed of the proposed rf-SQUID directly placed before a buffer has advantage of low power consumption from the conventional transformer-based approach while enabling easier scaling. In this presentation, we first describe the operating principles of AQFP. Then, we explain the design methodology of proposed rf-SQUID and the numerical simulation result about performance of an inverter using it. Finally, we describe the physical layout design of circuits using the AIST 10 kA cm-2 Nb high-speed standard process (HSTP).
キーワード (和) 超伝導集積回路 / 断熱超伝導ロジック / AQFP / DQFP / / / /  
(英) superconducting integrated circuits / adiabatic superconducting logic / adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) / directly coupled quantum-flux-parametron logic (DQFP) / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 123, no. 153, SCE2023-8, pp. 39-44, 2023年8月.
資料番号 SCE2023-8 
発行日 2023-08-01 (SCE) 
ISSN Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード SCE2023-8

研究会情報
研究会 SCE  
開催期間 2023-08-08 - 2023-08-08 
開催地(和) 横浜国立大学 
開催地(英) Yokohama National Univ. 
テーマ(和) 超伝導エレクトロニクス一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 SCE 
会議コード 2023-08-SCE 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) インバーター機能を有する直接結合型量子磁束パラメトロンロジックのためのπジョセフソン接合を含むrf-SQUIDの設計 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Design of an rf-SQUID with π-Josephson junction for inverter function of directly coupled quantum-flux-parametron logic 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 超伝導集積回路 / superconducting integrated circuits  
キーワード(2)(和/英) 断熱超伝導ロジック / adiabatic superconducting logic  
キーワード(3)(和/英) AQFP / adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP)  
キーワード(4)(和/英) DQFP / directly coupled quantum-flux-parametron logic (DQFP)  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 小宮 航 / Wataru Komiya / コミヤ ワタル
第1著者 所属(和/英) 横浜国立大学 (略称: 横浜国大)
Yokohama National University (略称: Yokohama National Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 竹内 尚輝 / Naoki Takeuchi / タケウチ ナオキ
第2著者 所属(和/英) 横浜国立大学 (略称: 横浜国大)
Yokohama National University (略称: Yokohama National Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 山梨 裕希 / Yuki Yamanashi / ヤマナシ ユウキ
第3著者 所属(和/英) 横浜国立大学 (略称: 横浜国大)
Yokohama National University (略称: Yokohama National Univ.)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 吉川 信行 / Nobuyuki Yoshikawa / ヨシカワ ノブユキ
第4著者 所属(和/英) 横浜国立大学 (略称: 横浜国大)
Yokohama National University (略称: Yokohama National Univ.)
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講演者 第1著者 
発表日時 2023-08-08 13:50:00 
発表時間 25分 
申込先研究会 SCE 
資料番号 SCE2023-8 
巻番号(vol) vol.123 
号番号(no) no.153 
ページ範囲 pp.39-44 
ページ数
発行日 2023-08-01 (SCE) 


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