ジョセフソン接合数

D-Wave TwoX「Washington」量子アニーリングプロセッサチップの写真。サンプルホルダーに実装され、ワイヤーボンディングされている。このチップは2015年に発表され、128,472個のジョセフソン接合を備えている。

ジョセフソン接合数は、超伝導集積回路チップ上のジョセフソン接合の数です。ジョセフソン接合は超伝導回路における能動回路素子です。ジョセフソン接合数は、半導体集積回路におけるトランジスタ数と同様に、回路またはデバイスの複雑さを表す指標です。

ジョセフソン接合を用いた回路の例としては、 SFQ ロジックに基づくデジタル回路(例: RSFQ、RQL、断熱量子磁束パラメトロン)、超伝導量子コンピューティング回路、超伝導アナログ回路などがあります。

集積回路

ここに記載されている超伝導集積回路は、製造および試験済みである必要がありますが、市販されている必要はありません。チップ面積には、チップ全体が含まれます。

参照	説明	ジャンクション数	日付	メーカー	プロセス	回路[mm²]	チップ[mm²]
^{[ 1 ]}	RSFQ NOTゲート	13	1987	モスクワ州立大学	10 μm、5 MA/ m ^2、2 Nb	1.1	?
CORE1α6 ^{[ 2 ]}	RSFQマイクロプロセッサ、8ビット	6,319	2004	NEC	2 μm、25 MA/m ²	10.9	?
スクラム2 ^{[ 3 ]}	RSFQマイクロプロセッサ、8ビット	8,197	2006	SRL	2 μm、25 MA/m ²	15.3	25
CORE1γ ^{[ 4 ]}	RSFQマイクロプロセッサ、8ビット	22,302	2007	ISTEC	2 μm、25 MA/m ²	40.45	64
レーニア山^{[ 5 ]}	RSFQ、128量子ビットQAプロセッサ	23,360	2010	D-Wave、SVTC	250nm 、 2.5MA/ ^m2、^{[ 6 ]} 6Nb	8	32
ベスビオ	SFQ、512量子ビットQAプロセッサ	96,000	2012	D-Wave、SVTC	250 nm、2.5 MA/m ²、6 Nb	8	162
^{[ 7 ]}	RSFQ、16ビット加算器	12,785	2012	SBU、産業技術総合研究所	1 μm、100 MA/m ^2、10 Nb	8.5	29.75
^{[ 8 ]}	8,192ビットシフトレジスタ	32,800	2014	SBU、MIT-LL	500 nm、100 MA/m ²、8 Nb	9	25
ワシントン（W1K）	SFQ、2048量子ビットQAプロセッサ	128,472	2015	D-Wave、サイプレス	250 nm、2.5 MA/m ²、6 Nb	30.3	136
^{[ 9 ]}	RQL、2つのシフトレジスタ	72,800	2015	NGC、MIT-LL	500 nm、100 MA/m ²、8 Nb	9	25
^{[ 10 ]}	16000ビットシフトレジスタ	6万5000	2017	SBU、MIT-LL	500 nm、100 MA/m ²、8 Nb	12	25
^{[ 10 ]}	36000ビットシフトレジスタ	144,000	2017	SBU、MIT-LL	350 nm、100 MA/m ²、8 Nb	15	25
^{[ 10 ]}	202280ビットシフトレジスタ	809,150	2017	SBU、MIT-LL	350 nm、100 MA/m ²、8 Nb	64	100
ペガサスP16	SFQ、5640量子ビットQAプロセッサ	1,030,000	2020	D-Wave、スカイウォーターテクノロジー	250 nm、2.5 MA/m ²、6 Nb	70.6	?

メーカー列には、チップを設計および製造した組織が含まれる場合があります。

プロセス列情報：最小線幅、ジョセフソン接合臨界電流密度、超伝導層数および材料。臨界電流密度の単位変換：1 MA/m ² = 1 μA /μm ² = 100 A/cm ²。

メモリ

メモリは、単一の集積回路チップ上に集積された電子データ記憶装置であり、コンピュータメモリとしてよく使用されます。ここに記載された超伝導集積回路は、製造および試験済みである必要がありますが、市販されている必要はありません。チップ面積には、チップ全体が含まれます。

参照	説明	ジャンクション数	日付	メーカー	プロセス	回路[mm²]	チップ[mm²]
^{[ 11 ]}	1024ビット ROM、NbN/MgO/NbN接合	5,943	1990	電気技術研究所	3 μm、5.6 MA/m ²、2 Nb + 1 Pb-In	?	17.25
^{[ 12 ]}	4096ビットRAM	23,488	2005	ISTEC	1 μm、100 MA/m ^2、10 Nb	5.5	?

参考文献

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[1] コシェレツ V、リクハレフ K、ミグリン V、ムハノフ O、オフシャンニコフ G、セミノフ V、セルプチェンコ I、ヴィスタフキン A (1987)。「抵抗性単一磁束量子論理回路の実験的実現」。IEEEトランス。マグン。23 (2): 755–758。ビブコード: 1987ITM....23..755K。土井: 10.1109/TMAG.1987.1064953。

[2] 田中正之, 近藤剛, 中島暢, 川本剛, 山梨雄, 神谷雄, 秋元明, 藤巻明, 早川秀, 吉川暢, 寺井秀, 橋本雄, 萬津誠 (2005). 「受動伝送線路を用いた単一磁束量子マイクロプロセッサの実証」 . IEEE Trans. Appl. Supercond . 15 (2): 400– 404. Bibcode : 2005ITAS...15..400T . doi : 10.1109/TASC.2005.849860 . hdl : 10131/899 . S2CID 21115527 .

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[4] 田中正之, 山梨雄一, 入江暢, 朴秀次, 岩崎誠, 高木健, 武富健, 藤巻明, 吉川暢, 寺井秀次, 萬津誠 (2007). 「キャッシュメモリを備えたパイプライン型8ビットシリアルシングルフラックス量子マイクロプロセッサの設計と実装」. Supercond. Sci. Technol . 20 (11): S305– S309. Bibcode : 2007SuScT..20S.305T . doi : 10.1088/0953-2048/20/11/S01 . S2CID 121079166 .

[5] Johnson MW, Bunyk P, Maibaum F, Tolkacheva E, Berkley AJ, Chapple EM, Harris R, Johansson J, Lanting T, Perminov I, Ladizinsky E, Oh T, Rose G (2010). 「超伝導断熱量子最適化プロセッサのためのスケーラブルな制御システム」. Supercond. Sci. Technol . 23 (6) 065004. arXiv : 0907.3757 . Bibcode : 2010SuScT..23f5004J . doi : 10.1088/0953-2048/23/6/065004 . S2CID 16656122 .

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[:0-10] Semenov VK, Polyakov YA, Tolpygo SK (2017). 「ACバイアスシフトレジスタを用いた製造プロセスベンチマーク回路および磁束トラッピング診断ツール」. IEEE Trans. Appl. Supercond . 27 (4): 1301409. arXiv : 1701.03837 . Bibcode : 2017ITAS...2769585S . doi : 10.1109/TASC.2017.2669585 . S2CID 5883687 .

[11] 青柳正之, 中川浩, 黒澤郁, 高田誠 (1991). 「NbN/MgO/NbNトンネル接合を用いたジョセフソンLSI製造技術」. IEEE Trans. Magn . 27 (2): 3180– 3183. Bibcode : 1991ITM....27.3180A . doi : 10.1109/20.133887 .

[12] 長澤誠・佐藤剛・日出健・北川雄・日高正之 (2007). 「従来型超伝導RAMを用いた10kA/cm² Nb多層製造プロセスの歩留まり評価」. IEEE Trans. Appl. Supercond . 17 (2): 177– 180. Bibcode : 2007ITAS...17..177N . doi : 10.1109/TASC.2007.898050 . S2CID 44057953 .

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