新しい動作原理に基づく電子デバイスを用いて、次世代の高速・低消費エネルギー大規模集積回路(VLSI)システムを実現するのが本研究室の目標です。

例えば超伝導現象を利用すれば、単一磁束量子（磁束の最小単位）を情報の１ビットに用いる超高速ディジタル回路を作ることができます。これらの回路は、100 GHzを超えるクロック周波数で動作し、半導体回路の数千分の１の電力で演算を行なうことができます。また、回路を断熱的、双方向的に動作させる可逆論理回路を用いれば、無限小のエネルギーでの情報処理が可能となります。半導体VLSIにおいては、動作温度をマイナス200度付近まで冷却すると、動作スピードが向上し、演算スピードを飛躍的に高めることができます。一方、デバイス自体の機能が新しくなると、これらの機能を生かすために、新しい回路アーキテクチャやコンピュータアーキテクチャの検討も必要になります。

我々は、VLSIシステムを、新たなデバイスの動作原理、アーキテクチャならびに設計手法という多方面から眺め、高性能情報処理システムの実現を目指した研究を行っています。

研究プロジェクト

• 論理的・物理的完全可逆回路を用いた逆問題計算機の創生
  -科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究、代表（2016年度〜2017年度）
• 熱力学的極限に挑む断熱モード磁束量子プロセッサの研究
  -科学研究費補助金 基盤研究(S)、代表（2014年度〜2018年度）
• Enhance Electronic Design Automation Tools in Support of Superconducting Electronics
  - IARPA research programs, “SuperTools”　米国Synopsis社、Hypres社との共同研究（2017年〜2021年）
• ColdFlux: CAD Methodologies and Tools for Single Flux Quantum Based Superconductive Electronics
  - IARPA research programs, “SuperTools”　Southern California大との共同研究（2017年〜2021年）