単一磁束量子回路と断熱型磁束量子パラメトロン間インターフェースの設計と評価

摘要

現在広く用いられているCMOS回路に取って代わるものとして、超伝導回路技術が期待されている．超伝導回路技術である単一磁束量子回路（single-flux-quantum：SFQ）回路は、CMOSに比べ3桁低い消費電力で駆動でき、また数百GHzの高速動作が可能である．また同じく超伝導回路技術である断熱型磁束量子パラメトロン（adiabatic quantum-flux-parametron：AQFP）は、CMOSよりも6桁低い消費電力で駆動することができる．本研究ではこれらの超伝導回路の利点を活かした大規模計算機実現のための、SFQ回路とAQFP間インターフェースの設計及び評価について報告する．インターフェースは、SFQ回路からAQFPゲートに信号伝達を行うSFQ/AQFPインターフェースと、その逆のAQFP／SFQインターフェースの2種類を用いる．回路シミュレーションから、SFQ/AQFPインターフェースのSFQ回路部の電源電圧マージン、AQFP部の励起電流マージンはそれぞれ2.47mV±24.7%，1.65mA±24.6%という結果が得られた．またAQFP/SFQインターフェースのSFQ回路部の電源電圧マージン、AQFP部の励起電流マージンはそれぞれ2.88mV±13.0%，1.60mA±18.8%であった．