YNUサイエンスカフェで「超伝導量子コンピュータ～超伝導と量子の力で最適化問題を解く～」と題する話題提供をさせていただきました。数多くの方に参加していただき、ありがとうございました。参加者は今年度でもっとも多かったそうです。
内容は量子コンピュータということで少々難しかったかもしれませんが、基本となるコンセプトが理解していただけたなら幸いですし、十分だと思います。そして応用に関する疑問が数多く出たような気がしますが、個人的には開発が進めばどんどん新しい応用やサービスが出てくるものと思っています。最初に計算機を作った人たちが決して予想もしなかった数々のサービスが出現し続けてきたように。だから現状であまり将来の見込みは確定的に言えないと思っています。だからこそ量子コンピュータの研究開発は将来にどんな驚く応用が出てくるのか、ワクワクできると思います。
一般の方たちが気軽に研究に触れられるサイエンスカフェのような機会はとても重要ですし、運営や話題提供する側にとっても面白いものです。関係者のみなさま、ありがとうございました。
（追記）この日のサイエンスカフェの様子が横浜国立大学公式Facebookの記事になりました。
つくば国際会議場で開催された31st International Symposiumu on Superconductivity (ISS2018)で（株）MDRとの超伝導量子コンピュータ開発に関する研究発表を行いました。この発表に関して（株）MDRからプレスリリースが行われました。
Breaking Newsセッションでは、約200 GPaの超高圧下ながら、LaH10の室温超伝導（！）が報告されました。座長の「Superconductivity is no more low-temperature phenomenon.」という発言が印象的でした。他にもPlenaryセッションでのHypresの超伝導制御回路と超伝導量子ビットのハイブリッド化など、面白い発表が目白押しでした。
D. Saida, H. Ariyoshi, and Y. Yamanashi, “Principle Verification of the Superconducting Flux Qubit Cell Toward the Quantum Sampling Approach in Training of Deep Neural Networks,” 31st International Symposiumu on Superconductivity (ISS2018), Tsukuba, Japan, Dec. 2018.
関西学院大学で開催された19th East Asia Sub-millimeter-wave Receiver Technology Workshop & 5th RIKEN-NICT Joint Workshop on Terahertz Technologyで超伝導ディジタル回路の天文応用に関する招待講演を行いました。関係者の皆様に感謝いたします。いくつか具体的なコラボの話も出てきて、超伝導回路の一つの応用として展開できそうです。
Y. Yamanashi, “Superconducting Digital Data Processing Circuits for Astronomical Applications,” 19th East Asia Sub-millimeter-wave Receiver Technology Workshop 5th Riken-NICT Joint Workshop on Terahertz Technology, Nishinomiya, Japan, Dec. 2018. (招待講演)
19th East Asia Sub-millimeter-wave Receiver Technology Workshop & 5th RIKEN-NICT Joint Workshop on Terahertz Technologyにおいて12/11に招待講演を行う予定です。会場は関西学院大学です。
Y. Yamanashi, “Superconducting Digital Data Processing Circuits for Astronomical Applications,” 19th East Asia Sub-millimeter-wave Receiver Technology Workshop 5th Riken-NICT Joint Workshop on Terahertz Technology, Nishinomiya, Japan, Dec. 2018. (招待講演)
12/18の第63回YNUサイエンスカフェで「超伝導量子コンピュータ～超伝導と量子の力で最適化問題を解く～」と題する話題提供を行います。アニーリング型超伝導量子コンピュータの原理や構成を概説し、その応用を考えてみたいと思います。申し込みはこちら。定員は30名程度なので、お早めにお申込みください。
山形テルサで開催された2018年度秋季低温工学・超電導学会で、1件の研究発表を行いました。（なぜかうまく行く）直前の実験で得た結果を発表。発表したセッションは「デバイスと冷凍システム」で、冷凍機メーカからの参加者が多数で、いつもと違うディスカッションが繰り広げられました。実用化を考えた場合に重要な情報もたくさん得られました。
真田燿嘉, 山梨裕希, 吉川信行, “単一磁束量子論理に基づく浮動小数点型除算器の設計と測定” 2018年度秋季低温工学・超電導学会, 山形, 2018年11月.
パイ遷移ジョセフソン接合を含む超伝導回路の過渡解析シミュレーションができる回路シミュレータ「PJSIM」と「PJSIM_N」を公開しました。論文査読者の勧めや、ASCで複数受けた配布依頼に応えての公開です。関係者は自由にお使いください。
10/28から11/2にかけてSeattleのWashington state convention centerで開催されたApplied Superconductivity Conference 2018 (ASC2018)において、招待講演１件を含む2件の研究発表を行いました。真田は10/30に開催された学生発表コンテストにも参加し、15分のプレゼンと5分間の質疑応答を行いました。惜しくも入賞は逃したものの、堂々とした発表でした。
会のオープニングでは、元横浜国大教授（現在は名誉教授）の塚本修巳先生がこれまでの超伝導応用分野での研究と教育への貢献を認められ、IEEE Council on Superconductivity Awardを受賞されました。
ASCは超伝導応用分野最大の国際会議で、今回の総発表件数は1656件とのこと。次回のASC2020はフロリダ州Tampaで開催。
Y. Yamanashi, S. Nakaishi, and N. Yoshikawa, “Evaluation of
Single Flux Quantum Flip-Flops Containing p-Shifted Josephson
Junctions,” Applied Superconductivity Conference (ASC) 2018,
Seattle, US, Oct. 2018. (招待講演)
A. Sanada, Y. Yamanashi, and
N. Yoshikawa, “Study on Single Flux Quantum Floating-Point Divider
Based on a Goldschmidt’s Algorithm,” Applied Superconductivity
Conference (ASC) 2018, Seattle, US, Oct. 2018.
名古屋国際会議場で開催された応用物理学会秋季講演会で、１件の研究発表を行いました。研究開始から実質5ヶ月での発表はなかなか見事です。最後の追い込みで結果もよくまとまりました。聴講した量子コンピュータ・シミュレータのシンポジウムは大盛況で、とうとう日本でも量子コンピュータが工学の一分野になってきた印象を受けます。
津名宥佑, 山梨裕希, 吉川信行, “超伝導回路における1/fノイズの回路動作への影響の解析” 応用物理学会秋季学術講演会, 名古屋, 2018年9月.
Superconductor Science and Technology (SUST)への掲載論文が、Most read（ダウンロード数）ランキング10位になりました。内容が良いからなのか、またはオープンアクセスにしたおかげなのか、本論文はなかなか反響があります。
（追記）
10/16現在、4位になりました。
（追記2）
10/22、1000ダウンロード突破しました。この数値はこの分野ではちょっとした快挙。
Y. Yamanashi, S. Nakaishi, A. Sugiyama, N. Takeuchi, and N. Yoshikawa, “Design methodology of single-flux-quantum flip-flops composed of both 0- and π-shifted Josephson junctions,” Supercond. Sci. Technol., vol. 31, no. 10, 105003, Aug. 2018. DOI (Open Access)
豊橋技術科学大学で開催された電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会で、１件の研究発表を行いました。灼熱の豊橋での発表、なかなか記憶に残るものになりました。
山梨裕希, 中石爽太郎, 竹内尚輝, 吉川信行, “パイ遷移ジョセフソン接合を有する単一磁束量子回路基本ゲートの設計” 電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会, 豊橋技術科学大学, 2018年8月.
Superconductor Science and Technology (SUST, IF2017=2.861)誌への研究論文の掲載が決定しました。
超伝導回路はジョセフソン接合をスイッチング素子として用いますが、ジョセフソン接合と双対な特性を持つパイ遷移ジョセフソン接合を導入することによってその性能の向上や新機能の付与が期待されています。本論文ではパイ遷移ジョセフソン接合を導入した回路におけるフリップフロップの構成法を提案しました。
理論的検討により、超伝導回路にパイ遷移ジョセフソン接合を導入することにより面積や消費電力が削減できることを示し、あらゆるフリップフロップを構成できる回路設計法を考案しました。 さらにパイ遷移ジョセフソン接合の特性を模擬できる回路シミュレータを開発し、いくつかの設計したフリップフロップの性能の定量的な評価を行い、従来のジョセフソン接合のみで構成される回路に対する優位性を示しました。
さらに提案した回路設計法が相補出力を持つフリップフロップの設計に非常に適していることを発見し、従来に比べて極めて単純な構成で相補出力型フリップフロップを実現できることを示しました。相補出力回路が効率的に実現できることを用いた新たな応用展開も考えられます。
本論文はオープンアクセスで、誰でも読むことができます。
Y. Yamanashi, S. Nakaishi, A. Sugiyama, N. Takeuchi, and N. Yoshikawa, “Design methodology of single-flux-quantum flip-flops composed of both 0- and π-shifted Josephson junctions,” Supercond. Sci. Technol., vol. 31, no. 10, 105003, Aug. 2018. DOI (Open Access)
Applied Superconductivity Conference (ASC2018)におけるBest Student Paper Contestで、真田が予稿に基づく事前審査を突破し、6人のFinalistに選出されました。
10月のASC本番での決勝プレゼンで、はたして賞品（と賞金）が貰える3位以内に入れるのか！？ASCの楽しみがまた一つ増えました。
A. Sanada, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, “Study on Single Flux Quantum Floating-Point Divider Based on a Goldschmidt’s Algorithm,” Applied Superconductivity Conference (ASC) 2018, Seattle, US, Oct. 2018.
カリフォルニアのMoffett FieldのNASAで開催されたAdiibatic Quantum Computing Conference 2018 (AQC2018)で、(株)MDRとの共同研究に関して１件のポスター発表を行いました。特定用途向けアニーリング型量子コンピュータの研究で、新境地へ。
S. Kobayashi, D. Saida, Y. Yamanashi, S. Morino, and Y. Minato, “Quantum Machine Learning Chip & Ising Model SDK,” Adiabatic Quantum Computing Conference 2018 (AQC2018), Moffett Field, US, June 2018.
毎年開催されている池田研・菅原研・吉川研の会（PE会）ですが、今回は平成29年秋の叙勲で菅原昌敬先生（横国大名誉教授）が瑞宝中綬章を授与されたことを祝う会にもなりました。中華街で30人以上の卒業・修了生を集めて盛大に行われました。
大きな勲章（？）と首相の名前入りの賞状の迫力にびっくりです。菅原先生、おめでとうございました。
タワーホール船堀で開催された低温工学・超電導学会研究発表会で、真田が超伝導除算回路に関する研究発表を行いました。回路設計締切に追われる中の学会発表、お疲れさまでした。
学会では引退したと思っていた研究者がロシアのベンチャー企業の日本支部の顧問になっていて展示発表をしていたり、今年から名古屋大学に移籍した佐野博士に再会したり、プロジェクトX風の発表を聞いたり、３時間の船堀滞在にしては濃い時間を過ごせました。
真田燿嘉, 山梨裕希, 吉川信行, “Goldschmidtアルゴリズムを用いた単一磁束量子論理に基づく浮動小数点型除算器の設計と評価” 低温工学・超電導学会研究発表会, 東京, 2018年6月.
10月にSeattleで行われるApplied Superconductivity Conference (ASC2018)に投稿した発表が、招待講演（ただしポスター発表）にアップグレードされて受理されました。一般のポスター発表の倍のスペースを使えるらしい・・・。
ASCは２年に一度開催される超伝導応用分野の最大の会議で、卒業研究で行った成果（17年度卒、中石による）をメインにした発表が招待講演に選ばれるのはなかなかのこと。真田もBest Student Paper Contestでの受賞を狙う。
研究論文のIEEE Trans. Appl. Supercond. (TAS)誌(IF2016=1.583)への掲載が決定しました。
超伝導集積回路は超低エネルギー動作が可能ですが、それはビット表現に要するエネルギーが極めて小さいことを意味し、回路動作は外部磁場の影響を強く受けます。このため、回路の中心部から少し離れた位置にMoat（堀）という超伝導層に穴が空いた構造を作ることで、冷却時にチップに捕捉されてしまう磁束量子をMoatに誘導して、回路動作への悪影響をなくす手法が使われます。しかし将来の微細加工技術を駆使した高集積超伝導回路においては、Moatと回路の位置は現状よりもはるかに近くなり、Moatに捕捉された磁束量子自体が引き起こす回路動作への悪影響も無視できなくなることが考えられます。
本論文ではMoatに捕捉された磁束量子が超伝導回路動作に与える影響を解析、実験の両方のアプローチから定量的に調べました。特に理論解析では、従来の電磁界シミュレータを用いて、Moatに捕捉された磁束量子が回路に鎖交する磁束量を求める計算モデルを提案しました。解析と実測結果に基づいて、Moatに捕捉された磁束量子が近傍の回路の動作余裕度をどの程度低下させるかを明らかにしました。
本論文の手法や得られた結果は、将来の高集積超伝導集積回路技術における重要な回路設計指針を与えると考えられます。
Y. Yamanashi, H. Imai, and N. Yoshikawa, “Influence of Magnetic Flux Trapped in Moats on Superconducting Integrated Circuit Operation,” IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 28, no. 7, p. 1301105, Oct. 2018. DOI YNU-Repository
日本学術振興会超伝導エレクトロニクス第146委員会より、超伝導エレクトロニクス第146委員会賞をいただきました。メダルに描かれているのは科学を司る女神、Scientia（スキエンティア）でしょうか？
本賞は、超伝導エレクトロニクス分野の研究・開発において貢献し、また顕著な業績をあげた者に対して授与される1992年から続く歴史のある賞で、山梨は26年目の受賞者となりました。
今年も同窓会主催の新入生合宿が4/6-4/7に上郷森の家で行われました。電情シスEPと情報工学EPの新入生150名を含む、総勢172人での合宿。
運動企画では、ムカデ競争に必要な道具を自作（取れたり切れたりしたら失格）して競争するという、理工学部に相応しい新たな企画が行われました。
在校生が中心となって運営された5分トーク大会も、新入生6名の素晴らしい発表もあり、盛り上がりました。バーベキューも天候が心配された中、無事行うことができました。
そして自由参加の朝のジョギングには新入生が6人も参加してくれました！
新入生はこの合宿で得た友人、関係、知見、経験を大事にして、学生生活を過ごして欲しいと思います。
2017年度の卒業・修了式と学位記授与式、謝恩会、解散式が行われました。
修了生の松島は、在学中に論文の発表に貢献したとしてCREATES論文顕彰表彰を受けました。副賞の図書カードもなかなかの金額。そしてCREATESは何の略・・・？
早稲田大学西早稲田キャンパスで開催された応用物理学会春季学術講演会で1件の研究発表を行いました。卒業研究の膨大な成果をコンパクトにまとめた、良い発表だったと思います。
中石爽太郎, 山梨裕希, 吉川信行, “超伝導単一磁束量子回路へのπジョセフソン接合の導入による高性能化” 応用物理学会春季学術講演会, 早稲田大学, 2018年3月.
横浜国立大で開催された第13回ナノテクシンポジウムで３件の研究発表を行いました。今回は横国大、横市大、台湾師範大学の学生120人ほどが参加し、英語のプレゼンも混じる良いシンポジウムでした。
真田燿嘉, 山梨裕希, 吉川信行, “Goldschmidtアルゴリズムに基づく超伝導除算回路の設計”
第13回ナノテク交流シンポジウム, 横浜国立大学, 2018年3月.
中石爽太郎, 山梨裕希, 吉川信行,
“局地磁束バイアスを用いた超伝導集積回路の高性能化” 第13回ナノテク交流シンポジウム, 横浜国立大学, 2018年3月.
黒津拓馬, 山梨裕希, 知名史博, “超伝導回路を用いた高分解能ディジタル磁気センサの研究” 第13回ナノテク交流シンポジウム,
横浜国立大学, 2018年3月.
横浜電子情報工学会主催の企業・学生交流会（就職セミナ）。参加企業38社、参加学生120名以上で開催。懇親会は200名を超える参加者を集め、盛大な宴会となりました。昨年に引き続き、中部電力から山梨研１期の杉浦氏(2010年度修了)の姿も。
つくばの産業技術総合研究所で開催された11th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2018) において１件の研究発表を行いました。産総研の超伝導デバイス作製用クリーンルーム（CRAVITY）のシンポジウムとの共催でもあった今回は回路応用にとどまらず、光子検出から磁束量子化の破れまでの幅広い発表が行われ、52人が参加するという盛況になりました。
A. Sanada, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, “Design of Single Flux Quantum Divider Based on Goldschmidt's Division Algorithm,” 11th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2018)/6th CRAVITY Symposium, Tsukuba, Feb. 2018.
学術研究のオープンアクセス化のために、本研究室において生産された学術論文を、原則として全て横浜国立大学学術情報リポジトリにおいて公開することとします。これにより、学術雑誌のアクセス権を持っていない人でも、論文内容が読めるようになります。
オープンアクセスとは、誰もが学術情報を（主にインターネットを通じて）閲覧できるようにすることです。これは「学術研究活動によって得られた知見は全人類の財産である」という考えに基づいており、本研究室もこの考えに賛同しています。
これから過去の発表論文を徐々にリポジトリに登録していきます。
新年あけましておめでとうございます。
本年はいろんなことに挑戦して行くことを研究室の目標とします。何事にも積極的に取り組むようにします。