| 講演名 | 2017-10-05 断熱型磁束量子パラメトロンを用いた2次元超伝導検出器アレイ読み出し用パラレルーシリアル変換回路の提案 知名 史博(横浜国大), 竹内 尚輝(横浜国大), 山梨 裕希(横浜国大), 吉川 信行(横浜国大), |
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| 抄録(和) | 古典的計算機システムでは困難な演算を可能とする超伝導量子ビットや、量子光学・量子暗号通信等での応用が期待される超伝導検出器の研究が近年盛んに行われている。これらのデバイスは冷凍機を用いて極低温下で動作させるが、デバイス数増加に伴い室温機器から冷凍機内へ信号読み出し配線からの熱流入が増加するため、読み出し信号を多重化し効率的に読み出す必要がある。今回、我々は超伝導回路技術の一つである断熱型量子磁束パラメトロン (adiabatic quantum-flux-parametron: AQFP) 回路を用いたパラレル-シリアル変換回路の動作シミュレーション及び回路設計を行った。AQFP回路はACバイアス電流を全てのゲートに磁気結合を介して印加するため、印加するACバイアス電流量が回路規模に依存しないという特徴を持つ。AQFPパラレル-シリアル変換回路は入力信号をサンプリングする回路ブロックと信号をパラレル-シリアル変換する回路ブロックからなり、パラレル-シリアル変換回路を入力信号サンプリング回路よりも高い周波数で動作させることで任意のビット数のパラレル-シリアル変換を実現することが可能である。4:1のパラレル-シリアル変換回路のシミュレーション結果では正常動作が確認された。また2次元超伝導検出器アレイ読み出しのため、パラレル-シリアル変換回路を16行×16列配置した256ピクセルイメージング用AQFP読み出し回路の設計を行った。 |
| 抄録(英) | Recently, the superconducting qubits and detectors have been studied well in fields such as quantum computing, quantum optics and cryptography communication. These devices are operated at low-temperature by using a cryocooler. However, as the number of devices increases, the heat inflow from the wiring increases from the room temperature equipment into the refrigerator. Therefore, efficient signal multiplexing technology is very attractive. In this study, we investigated the parallel to serial conversion circuit using adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) circuit. Since the AQFP circuit applies AC bias current to all the gates through magnetic coupling, the amount of applied AC bias current independent on the circuit scale. The AQFP parallel to serial conversion circuit is composed of two circuit blocks for sampling the input signal and parallel to serial converting the signal. In simulation result, we confirmed correct operation of 4:1 parallel to serial conversion circuit. In addition, we designed a 256-pixel imaging AQFP readout circuit with parallel to serial conversion circuit arranged in 16 rows by 16 columns for readout of two-dimensional superconducting detector array. |
| キーワード(和) | 超伝導集積回路 / 断熱型量子磁束パラメトロン / 超伝導単一光子検出器 / 超伝導量子ビット |
| キーワード(英) | superconductive integrated circuit / AQFP / qubit / superconducting detector array |
| 資料番号 | SCE2017-29 |
| 発行日 | 2017-09-27 (SCE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
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| 開催期間 | 2017/10/4(から2日開催) |
| 開催地（和） | 東北大学 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 検出基盤技術及び応用、一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 明連 広昭(埼玉大) |
| 委員長氏名（英） | Hiroaki Myoren(Saitama Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 立木 隆(防衛大) / 山下 太郎(NICT) |
| 幹事氏名（英） | Takashi Tachiki(National Defense Academy) / Taro Yamashita(NICT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 赤池 宏之(大同大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hiroyuki Akaike(Daido Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Superconductive Electronics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 断熱型磁束量子パラメトロンを用いた2次元超伝導検出器アレイ読み出し用パラレルーシリアル変換回路の提案 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Proposal of Parallel to Serial Conversion Circuit for 2-Dimension Superconductive Detector Array using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超伝導集積回路 / superconductive integrated circuit |
| キーワード(2)（和/英） | 断熱型量子磁束パラメトロン / AQFP |
| キーワード(3)（和/英） | 超伝導単一光子検出器 / qubit |
| キーワード(4)（和/英） | 超伝導量子ビット / superconducting detector array |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 知名 史博 / Fumihiro China |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokonama National University(略称：YNU) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 竹内 尚輝 / Naoki Takeuchi |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokonama National University(略称：YNU) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 山梨 裕希 / Yuki Yamanashi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokonama National University(略称：YNU) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 吉川 信行 / Nobuyuki Yoshikawa |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 横浜国立大学(略称：横浜国大) Yokonama National University(略称：YNU) |
| 発表年月日 | 2017-10-05 |
| 資料番号 | SCE2017-29 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | SCE-223 |
| ページ範囲 | pp.41-46(SCE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2017-09-27 (SCE) |