| 講演名 | 2023-11-15 誤り耐性量子コンピュータに向けた22nmバルクプロセスによる表面符号用エラー訂正復号器の設計 青山 連(京都工繊大), 門本 淳一郎(東大), 小林 和淑(京都工繊大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 実用的な計算をできる量子コンピュータの実現には誤り訂正機能が必要である． 表面符号は代表的な誤り訂正手法のひとつであり高い誤り訂正機能を持つ． 本研究では誤り訂正機能の一部である復号器をハードウェア記述言語であるVerilog HDLを用いて設計した． 設計にあたって，貪欲法と呼ばれるアルゴリズムを使用した． 設計したHDLを22nmバルクプロセスで論理合成を行い，動作周波数，面積，消費電力を求めた． 復号器内のノード数を変更することによる面積，消費電力を求めた． エントリ数40では1GHzまで動作することを確認し，そのときの面積，消費電力はそれぞれ$mathrm{5.85mu m^2}，mathrm{4.28mW}$であった． |
| 抄録(英) | Error correction is mandatory to realize a quantum computer that can perform practical calculations. Surface codes is one of typical error correction methods because of their high error correction capability. In this study, we designed an error decoder, which is a part of the error correction function, using Verilog HDL. The greedy algorithm is used in the design. The designed HDL was synthesized in a 22-nm bulk process to evaluate performance, power and area. Its area and power consumption are also evaluated by changing the number of nodes that can be stored in the decoder. As a result, it is confirmed that the circuit can operate up to 1 GHz with 40 entries. The area and power consumption were $mathrm{5.85mu m^2}$ and $mathrm{4.28mW}$, respectively. |
| キーワード(和) | 表面符号 / 量子コンピュータ / 復号器 / エラー訂正 / 貪欲法 |
| キーワード(英) | Surface code / Quantum computer / Decoder / Error correction / Greedy algorithm |
| 資料番号 | VLD2023-38,ICD2023-46,DC2023-45,RECONF2023-41 |
| 発行日 | 2023-11-08 (VLD, ICD, DC, RECONF) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD / DC / RECONF / ICD / IPSJ-SLDM |
|---|---|
| 開催期間 | 2023/11/15(から3日開催) |
| 開催地（和） | くまもと市民会館シアーズホーム夢ホール |
| 開催地（英） | Civic Auditorium Sears Home Yume Hall |
| テーマ（和） | デザインガイア2023 -VLSI設計の新しい大地- |
| テーマ（英） | Design Gaia 2023 -New Field of VLSI Design- |
| 委員長氏名（和） | 中武 繁寿(北九州市大) / 土屋 達弘(阪大) / 山口 佳樹(筑波大) / 池田 誠(東大) / 越智 裕之(立命館大) |
| 委員長氏名（英） | Shigetoshi Nakatake(Univ. of Kitakyushu) / Tatsuhiro Tsuchiya(Osaka Univ.) / Yoshiki Yamaguchi(Tsukuba Univ.) / Makoto Ikeda(Univ. of Tokyo) / Hiroyuki Ochi(Ritsumeikan Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 桜井 祐市(日立) / 細川 利典(日大) / 井口 寧(北陸先端大) / 泉 知論(立命館大) / 若林 準人(ソニーセミコンダクタソリューションズ) |
| 副委員長氏名（英） | Yuichi Sakurai(Hitachi) / Toshinori Hosokawa(Nihon Univ.) / Yasushi Inoguchi(JAIST) / Tomonori Izumi(Ritsumeikan Univ.) / Hayato Wakabayashi(Sony Semiconductor Solutions) |
| 幹事氏名（和） | 笹川 幸宏(ソシオネクスト) / 今井 雅(弘前大) / 新井 雅之(日大) / 難波 一輝(千葉大) / 小林 悠記(NEC) / 佐藤 幸紀(豊橋技科大) / 吉原 義昭(キオクシア) / 宮地 幸祐(信州大) / 今川 隆司(明大) / 岸田 亮(富山県立大) / 田中 勇気(日立) / 五十嵐 友則(ルネサス) |
| 幹事氏名（英） | Yukihiro Sasagawa(Socionext) / Masashi Imai(Hirosaki Univ.) / Masayuki Arai(Nihon Univ.) / Kazuteru Namba(Chiba Univ.) / Yuuki Kobayashi(NEC) / Yukinori Sato(Toyohashi Univ. of Tech.) / Yoshiaki Yoshihara(Kioxia) / Kosuke Miyaji(Shinshu Univ.) / Takashi Imagawa(Meiji Univ.) / Ryo Kishida(Toyama Prefectural Univ.) / Yuki Tanaka(HITACHI) / Tomonori Igarashi(Renesas) |
| 幹事補佐氏名（和） | 西元 琢真(日立) / / 竹村 幸尚(インテル) / 長名 保範(熊本大) / 白井 僚(京大) / 塩見 準(阪大) / 久保木 猛(熊本大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takuma Nishimoto(Hitachi) / / Yukitaka Takemura(INTEL) / Yasunori Osana(Kumamoto Univ.) / Ryo Shirai(Kyoto Univ.) / Jun Shiomi(Osaka Univ.) / Takeshi Kuboki(Kumamoto University) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on VLSI Design Technologies / Technical Committee on Dependable Computing / Technical Committee on Reconfigurable Systems / Technical Committee on Integrated Circuits and Devices / Special Interest Group on System and LSI Design Methodology |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 誤り耐性量子コンピュータに向けた22nmバルクプロセスによる表面符号用エラー訂正復号器の設計 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Error Correction Decoder of the Surface Code designed in a 22-nm Bulk Process for Fault Torelant Quantum Computers |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 表面符号 / Surface code |
| キーワード(2)（和/英） | 量子コンピュータ / Quantum computer |
| キーワード(3)（和/英） | 復号器 / Decoder |
| キーワード(4)（和/英） | エラー訂正 / Error correction |
| キーワード(5)（和/英） | 貪欲法 / Greedy algorithm |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 青山 連 / Ren Aoyama |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 京都工芸繊維大学(略称：京都工繊大) Kyoto Institute of Technology(略称：KIT) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 門本 淳一郎 / Junichiro Kadomoto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) The University of Tokyo(略称：UTokyo) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 小林 和淑 / Kazutoshi Kobayashi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 京都工芸繊維大学(略称：京都工繊大) Kyoto Institute of Technology(略称：KIT) |
| 発表年月日 | 2023-11-15 |
| 資料番号 | VLD2023-38,ICD2023-46,DC2023-45,RECONF2023-41 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | VLD-258,ICD-259,DC-260,RECONF-261 |
| ページ範囲 | pp.49-53(VLD), pp.49-53(ICD), pp.49-53(DC), pp.49-53(RECONF), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2023-11-08 (VLD, ICD, DC, RECONF) |