[C-8] 超伝導エレクトロニクス

11:15 〜 11:30学術奨励賞候補対象

[C-8-07] 単一磁束量子回路による2値化ニューラルネットワーク向け小面積畳み込み演算比較器の設計

◎高松 和志¹、上野 洋典^2,3、李 峰¹、藤巻 朗¹、田中 雅光¹ (1. 名古屋大学、2. 理化学研究所、3. 東京大学)

キーワード：

単一磁束量子回路、二値化ニューラルネットワーク

我々は、高速かつ低消費電力なニューラルネットワーク向けに、単一磁束量子(SFQ)回路を用いた二値畳み込みニューラルネットワーク(BNN)の研究を行っている。SFQ回路は高速動作性と低消費電力性を併せ持ち、次世代のコンピュータや量子コンピュータの周辺クライオエレクトロニクス技術として期待されている。BNNは、データを「+1」と「-1」に二値化することで畳み込みニューラルネットワークの計算を簡略化する手法であり、限られたハードウェアで実現できることから、量子誤り訂正の性能改善手法への適用などが提案されている。冷凍機内のエレクトロニクスに許容される消費電力は厳しく制限されるため、より効率のよい回路実装が求められる。本稿では、要素回路となるBNN演算比較器について省面積化の検討を行った。産業技術総合研究所の10kA/cm²ニオブ9層プロセスを想定して設計した結果、回路面積と接合数はそれぞれ1.44×0.87 mm、1020となった。