[C-8] 超伝導エレクトロニクス

[C-8-5] Performance Adder Using Single Flux Quantum Majority Gate

^○瀬川亮輔, 山梨裕希, 吉川信行 (横浜国大)

この講演は本会「学術奨励賞受賞候補者」の資格対象です。

Keywords:超電導、ジョセフソン接合、SFQ回路、加算器、高速フーリエ変換、消費電力

本研究では、単一磁束量子回路(SFQ回路)を用いたFFT (高速フーリエ変換)計算機の低消費電力化を目標として、加算器の消費電力低減を行った。
超電導回路の一種であるSFQ回路は、Josephson接合(JJ)を含んだ超伝導リングを数珠つなぎに配置し、リング内の磁束の有無を「1」と「0」に対応させて演算を行う回路である。数十GHzで高速動作し、消費電力も半導体集積回路の0.1%程度という利点を持つ。
FFTは音声解析や画像解析に応用される。しかし、多量な演算が必要であり、消費電力や発熱量が問題となる。この問題を、SFQ回路の特徴を活かして解決を試みた。FFT計算機には加算器が多く含まれ、各加算器の消費電力が計算機全体に影響を与える。そこで、従来の構造より論理ゲートが少なく低消費電力な加算器を設計した。