2025/06/30 更新

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チエン　オリビア
陳 オリビア
CHEN OLIVIA
所属
システム情報科学研究院 情報知能工学部門 准教授
マス・フォア・イノベーション連係学府 （併任）
工学部 電気情報工学科（併任）
システム情報科学府 情報理工学専攻（併任）
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准教授
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研究分野

  • 情報通信 / 計算機システム

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 電子デバイス、電子機器

学位

  • 博士（工学） （ 2017年3月 横浜国立大学 ）

経歴

  • カリフォルニア大学リバーサイド校 Department of Electrical and Computer Engineering 客員准教授 

    2024年5月 - 現在

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    国名：アメリカ合衆国

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  • 九州大学 大学院システム情報科学研究院  

    2024年4月 - 現在

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  • 横浜国立大学 先端科学高等研究院 客員准教授 

    2021年4月 - 現在

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  • 東京都市大学 情報科学科 准教授 

    2021年4月 - 2024年3月

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研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ： 断熱超伝導デバイスを用いた非ノイマン型コンピューティング

    研究キーワード： Superconducting electronics; non-neumann; soc

    研究期間： 2021年 - 現在

  • 研究テーマ： 低電力超伝導ロジックを用いた次世代AI計算の研究

    研究キーワード： AI, Superconductive, Processing-In-Memory

    研究期間： 2018年 - 現在

  • 研究テーマ： 超伝導EDA開発

    研究キーワード： VLSI, EDA, Superconducting Digital Circuits

    研究期間： 2017年4月 - 現在

受賞

  • 2023 Van Duzer Prize Award

    2024年9月   IEEE Council on Superconductivity  

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    2023 年に発表した IARPA SuperTools 最終成果論文が、超伝導電子工学分野で最も権威ある IEEE Council on Superconductivity Van Duzer Prize（論文賞）を受賞した。本賞は前暦年に IEEE Transactions on Applied Superconductivity 誌に掲載された論文のうち、科学的独創性・技術的インパクト・実用波及性が際立つ１編にのみ授与される。受賞通知は 2024 年9 月に届き、正式授与は 2024 年 IEEE Applied Superconductivity Conference で行われた。

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  • 優秀研究賞

    2023年9月   東京都市大学  

  • 優秀研究賞

    2023年9月   東京都市大学  

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  • 外部資金獲得研究者表彰

    2020年6月   横浜国立大学  

  • 米低温学会2019年度若手プロフェッショナル

    2019年3月   米低温学会   2019 Young Professional by Cryogenic Society of America

  • SNF Contest for Best ASC 2016 Contributed Preprints

    2017年1月   IEEE CSC   SNF Contest for Best ASC 2016 Contributed Preprints

  • 日揮・実吉奨学金

    2013年4月   日揮・実吉奨学会  

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論文

  • True stochastic number generator using adiabatic quantum-flux-parametron logic

    Luo, WH; Chen, OLV; Yoshikawa, N; Takeuchi, N

    SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY   38 ( 6 )   2025年6月   （ ISSN:0953-2048 eISSN:1361-6668 ）

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    出版者・発行元：Superconductor Science and Technology  

    Stochastic computing (SC) is a promising technique toward building low-power artificial neural networks (ANNs) because hardware components such as multiply-accumulators can be simplified using stochastic numbers (i.e. stochastic bit streams). We have been developing low-power SC-based ANNs using adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) logic, which is an energy-efficient superconductor logic family. In this study, we propose an AQFP-based stochastic number generator (SNG), which is an important circuit element in SC that converts a binary number into a corresponding stochastic number. The proposed circuit, referred to as a digital true SNG (TSNG), generates ‘true’ stochastic numbers using thermal fluctuations, which avoids errors due to the correlation inherent in pseudo-random numbers. Furthermore, multiple stochastic numbers can be generated from one analog input current as a random source. These features enable scalable, high-accuracy stochastic number generation. We show that a 4-bit digital TSNG operates with a low power dissipation of 3.96 nW at 5 GHz by numerical simulation and demonstrate high-accuracy stochastic number generation with a digital TSNG chip in liquid helium at 100 kHz.

    DOI： 10.1088/1361-6668/addb87

    Web of Science

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  • SuperSIM: a comprehensive benchmarking framework for neural networks using superconductor Josephson devices

    Zhu, GX; Kan, YR; Zhang, RY; Nakashima, Y; Luo, WH; Takeuchi, N; Yoshikawa, N; Chen, O

    SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY   37 ( 9 )   2024年9月   （ ISSN:0953-2048 eISSN:1361-6668 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Superconductor Science and Technology  

    超伝導ジョセフソン素子 AQFP を用いた Processing-in-Memory ニューラルアクセラレータを対象に、回路 ～ システムレベルまで一括評価できる ベンチマーク枠組 “SuperSIM” を開発。

    単ビット／多ビット演算、複数クロック方式、各種メモリセルをパラメータ化し、CNN・BNN など標準ワークロードで性能とエネルギー効率を自動算出。

    シミュレーション結果により、同等精度の CMOS／ReRAM 実装と比較して 1–2 桁のエネルギー効率向上余地を定量化。

    フレームワークは OSS として公開予定であり、論文は Superconductor Science and Technology 37 (9) 095022 (2024) に掲載、Jan Evetts SuST Award 2024 の「Focus on」特集論文として選定。

    DOI： 10.1088/1361-6668/ad6d9e

    Web of Science

    Scopus

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    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6668/ad6d9e/pdf

  • Dual-mode neuron design with deterministic and non-deterministic operations using adiabatic superconductor devices

    Tomoharu Yamauchi, Naoki Takeuchi, Nobuyuki Yoshikawa, Hao San, Olivia Chen

    Superconductor Science and Technology   37 ( 9 )   095027 - 095027   2024年8月   （ ISSN:0953-2048 eISSN:1361-6668 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP Publishing  

    断熱型超伝導素子 AQFP を用いて、厳密計算（deterministic）と確率計算（non-deterministic）を動的に切替え可能なニューロン回路を提案。

    回路構成：閾値比較部を極性論理で実装しつつ、内部乱数を活用した確率活性化をスイッチ 1 本で選択可。

    4.2 K でのチップ実測により、deterministic モードでは CMOS 比 10⁴ 倍/W、non-deterministic モードでは 10⁵ 倍/W のエネルギー効率を確認。

    本成果は ISS 2023 招待論文として審査を通過し、SuST の「Focus on Selected Papers from ISS 2023」特集号に採択。

    DOI： 10.1088/1361-6668/ad55ce

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    その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6668/ad55ce/pdf

  • Buffer and Splitter Insertion for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits

    Fu R., Wang M., Kan Y., Chen O., Yoshikawa N., Yu B., Ho T.Y.

    IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems   44 ( 3 )   975 - 988   2024年   （ ISSN:02780070 eISSN:1937-4151 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems  

    AQFP 回路ではファンアウト実現のために“スプリッタ”と、クロック位相整合のために“バッファ”を多数挿入する必要がある。本研究は

    伝搬遅延・配線長・極性反転を同時最小化するコスト関数を定義し、

    ネットワークフロー＋動的計画法で最小挿入数を求める自動割付けアルゴリズムを開発、

    10 k–100 k JJ 規模のベンチマークで 従来比 27 % の素子削減／クロック位相違反ゼロ を達成した。

    DOI： 10.1109/TCAD.2024.3461573

    Web of Science

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  • Design and Implementation of Energy-Efficient Binary Neural Networks Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    Tomoharu Yamauchi, Hao San, Nobuyuki Yoshikawa, Olivia Chen

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity   33 ( 5 )   1 - 5   2023年8月   （ ISSN:1051-8223 eISSN:1558-2515 ）

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI： 10.1109/tasc.2023.3243180

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  • A Global Optimization Algorithm for Buffer and Splitter Insertion in Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits.

    Rongliang Fu, Mengmeng Wang, Yirong Kan, Nobuyuki Yoshikawa, Tsung-Yi Ho, Olivia Chen

    Proceedings of the 28th Asia and South Pacific Design Automation Conference(ASP-DAC)   769 - 774   2023年   （ ISBN:9781450397834 ）

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：ACM  

    DOI： 10.1145/3566097.3567936

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    その他リンク： https://dblp.uni-trier.de/rec/conf/aspdac/2023

  • A Life-Cycle Energy and Inventory Analysis of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits.

    Masoud Zabihi, Yanyue Xie, Zhengang Li, Peiyan Dong, Geng Yuan, Olivia Chen, Massoud Pedram, Yanzhi Wang

    CoRR   abs/2307.12216   2023年

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.48550/arXiv.2307.12216

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  • BOMIG: A Majority Logic Synthesis Framework for AQFP Logic.

    Rongliang Fu, Junying Huang, Mengmeng Wang, Nobuyuki Yoshikawa, Bei Yu 0001, Tsung-Yi Ho, Olivia Chen

    Design(DATE)   1 - 2   2023年   （ ISBN:9783981926378 ）

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    DOI： 10.23919/DATE56975.2023.10137075

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    その他リンク： https://dblp.uni-trier.de/db/conf/date/date2023.html#FuHWYYHC23

  • Design and Implementation of an FFT-Based Neural Network Accelerator Using Rapid Single-Flux-Quantum Technology.

    Olivia Chen, Yanzhi Wang, Fei Ke, Nobuyuki Yoshikawa

    NEWCAS   1 - 5   2023年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/NEWCAS57931.2023.10198178

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    その他リンク： https://dblp.uni-trier.de/db/conf/newcas/newcas2023.html#ChenWKY23

  • Invited: Algorithm-Software-Hardware Co-Design for Deep Learning Acceleration.

    Zhengang Li, Yanyue Xie, Peiyan Dong, Olivia Chen, Yanzhi Wang

    DAC   1 - 4   2023年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/DAC56929.2023.10247939

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    その他リンク： https://dblp.uni-trier.de/db/conf/dac/dac2023.html#LiXDCW23

  • Performance Assessment of an Extremely Energy-Efficient Binary Neural Network Using Adiabatic Superconductor Devices.

    Olivia Chen, Zhengang Li, Tomoharu Yamauchi, Yanzhi Wang, Nobuyuki Yoshikawa

    AICAS   1 - 5   2023年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/AICAS57966.2023.10168607

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    その他リンク： https://dblp.uni-trier.de/db/conf/aicas/aicas2023.html#ChenLYWY23

  • Sigmoid function generator using stochastic adiabatic superconductor logic

    Luo, W., Chen, O., Yoshikawa, N., Takeuchi, N.

    Applied Physics Letters   122 ( 24 )   2023年   （ ISSN:0003-6951 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1063/5.0154712

    Scopus

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  • Scalable true random number generator using adiabatic superconductor logic. 国際誌

    Wenhui Luo, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa, Naoki Takeuchi

    Scientific reports   12 ( 1 )   20039 - 20039   2022年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Alternative computing such as stochastic computing and bio-inspired computing holds promise for overcoming the limitations of von Neumann computers. However, one difficulty in the implementation of such alternative computing is the need for a large number of random bits at the same time. To address this issue, we propose a scalable true-random-number generating scheme that we refer to as XORing shift registers (XSR). XSR generates multiple uncorrelated true random bitstreams using only two true random number generators as entropy sources and can thus be implemented by a variety of logic devices. Toward superconducting alternative computing, we implement XSR using an energy-efficient superconductor logic family, adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) logic. Furthermore, to demonstrate its performance, we design and observe an AQFP-based XSR circuit that generates four random bitstreams in parallel. The results of the experiment confirm that the bitstreams generated by the XSR circuit exhibit no autocorrelation and that there is no correlation between the bitstreams.

    DOI： 10.1038/s41598-022-24230-5

    PubMed

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  • A Global Buffer and Splitter Insertion Algorithm in AQFP Circuits 査読

    Rongliang Fu, Mengmeng Wang, Yirong Kan, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa, Tsung-Yi Ho

    Proc. The 24th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI 2022)   85 - 90   2022年10月

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    記述言語：その他  

    A Global Buffer and Splitter Insertion Algorithm in AQFP Circuits

  • A Neural Network Processing Unit Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Superconducting Technology 招待 査読

    Mengmeng Wang, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa

    Proc. of IEEE GCCE 2022   2022年10月

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    記述言語：その他  

    A Neural Network Processing Unit Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Superconducting Technology

  • A Study on the Efficient Design of Adders Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits 査読

    Tomoharu Yamauchi, Hao San, Nobuyuki Yoshikawa, Olivia Chen

    Proc. of IEEE GCCE 2022   2022年10月

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    記述言語：その他  

    A Study on the Efficient Design of Adders Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits

  • A Global Buffer and Splitter Insertion Algorithm in AQFP Circuits 査読

    Rongliang Fu, Mengmeng Wang, Yirong Kan, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa, Tsung-Yi Ho

    Proc. The 24th Workshop on Synthesis And System Integration of Mixed Information Technologies (SASIMI 2022)   85 - 90   2022年10月

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  • A Neural Network Processing Unit Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Superconducting Technology 招待 査読

    Mengmeng Wang, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa

    Proc. of IEEE GCCE 2022   2022年10月

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    担当区分：責任著者  

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  • A Study on the Efficient Design of Adders Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits 査読

    Tomoharu Yamauchi, Hao San, Nobuyuki Yoshikawa, Olivia Chen

    Proc. of IEEE GCCE 2022   2022年10月

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    担当区分：最終著者,　責任著者  

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  • A Study on In-Memory Binary Neural Networks Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    Tomoharu Yamauchi, Hao San, Nobuyuki Yoshikawa, Olivia Chen

    Proc. 14th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2022)   2022年9月

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    記述言語：その他  

    A Study on In-Memory Binary Neural Networks Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

  • A Study on In-Memory Binary Neural Networks Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    Tomoharu Yamauchi, Hao San, Nobuyuki Yoshikawa, Olivia Chen

    Proc. 14th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2022)   2022年9月

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  • Design and Implementation of Stochastic Neural Networks Using Superconductor Quantum-Flux-Parametron Devices.

    Olivia Chen, Yanzhi Wang, Renyuan Zhang, Nobuyuki Yoshikawa

    SOCC   1 - 6   2022年

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    担当区分：筆頭著者,　責任著者   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/SOCC56010.2022.9908075

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    その他リンク： https://dblp.uni-trier.de/db/conf/socc/socc2022.html#ChenWZY22

  • TAAS: a timing-aware analytical strategy for AQFP-capable placement automation.

    Peiyan Dong, Yanyue Xie, Hongjia Li, Mengshu Sun, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa, Yanzhi Wang

    DAC   1321 - 1326   2022年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1145/3489517.3530487

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    その他リンク： https://dblp.uni-trier.de/db/conf/dac/dac2022.html#DongXLSCYW22

  • Low-Autocorrelation Random Number Generator Based on Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic 査読

    Wenhui Luo, Naoki Takeuchi, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa

    IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY   31 ( 5 )   2021年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    We propose a true random number generator (TRNG) based on adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) logic. This AQFP TRNG corresponds to an AQFP buffer chain with the input current removed, which enables the generation of random bits via thermal fluctuation. To realize ultralow autocorrelation, several isolation inductors are inserted between adjacent buffers in the AQFP TRNG, thereby reducing the impact of the back action between buffers. We design and fabricate an AQFP TRNG using the AIST 10 kA/cm(2) Nb high-speed standard process and evaluate the quality of the generated random bit streams. For a 217-bit random stream obtained from the AQFP TRNG at 100 kHz, the autocorrelation function is 5.00x10(-3). Furthermore, we evaluate a 220-bit random stream from the AQFP TRNG using a statistical test suite provided by the National Institute of Standards and Technology. The bit stream passed 14 out of 15 tests, which suggests that the proposed AQFP TRNG can be used for applications such as stochastic computing and stochastic local search algorithms.

    DOI： 10.1109/TASC.2021.3070460

  • Demonstration of a 47.8 GHz High-Speed FFT Processor Using Single-Flux-Quantum Technology 査読

    Fei Ke, Olivia Chen, Yanzhi Wang, Nobuyuki Yoshikawa

    IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY   31 ( 5 )   2021年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    A fast Fourier transform (FFT) is an algorithm that computes the discrete Fourier transform (DFT) of a sequence at high speed. FFT can convert a signal from time domain to frequency domain, and is wildly used in digital signal processing field. In this paper, a high-speed, low-power FFT processor is demonstrated up to 47.8GHz with the measured power consumption of 5.3mW, using single-flux quantum (SFQ) logic. This is the first complete FFT processor implementation using superconducting technology, performing 8-point 7-bit FFT in a bit-serial computing manner. The test chip fabricated using a 1.0 mu m 9-layer process consists of 17 455 Nb/AlOx/Nb Josephson junctions (JJs), rendering itself the largest superconducting digital circuit capable of iterative data computing. The correct operation of the chip has been experimentally confirmed at a maximum operating frequency of 47.8GHz (word speed 8GHz) by conducting on-chip high-speed testing.

    DOI： 10.1109/TASC.2021.3059984

  • Logic Synthesis of Sequential Logic Circuits for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic 査読

    Ro Saito, Christopher L. Ayala, Olivia Chen, Tomoyuki Tanaka, Tomohiro Tamura, Nobuyuki Yoshikawa

    IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY   31 ( 5 )   2021年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    The adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) superconductor logic family has the potential to be the electronics groundwork for energy-efficient large-scale computing. To this end, we have been developing an AQFP top-down design flow, and our design efficiency has improved recently for combinational logic circuits. As a next step, we establish a methodology to synthesize sequential logic circuits which we previously did not consider. In this paper, we describe our sequential logic circuit model and how it can be used to map the sequential elements of an RTL (register transfer level) behavioral design. Next we discuss the structure of sequential circuits in more detail using a benchmark of N-bit counters. Lastly, we show some preliminary results of a synthesized 16 bit MIPS microprocessor. During this study, we also developed an architectural retiming methodology to reduce the number of synchronization buffers needed for microprocessor pipeline stage balancing.

    DOI： 10.1109/TASC.2021.3061636

  • Towards AQFP-Capable Physical Design Automation 査読

    Hongjia Li, Mengshu Sun, Tianyun Zhang, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa, Bei Yu, Yanzhi Wang, Yibo Lin

    2021 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE)   954 - 959   2021年5月

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    記述言語：その他   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）  

  • Study of clock synchronization for high-level synthesis of adiabatic quantum-flux-parametron sequential logic circuits

    R. Saito, C. L. Ayala, O. Chen, T. Tanaka, T. Tamura, and N. Yoshikawa

    ASC 2020   2020年10月

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    記述言語：その他  

    Study of clock synchronization for high-level synthesis of adiabatic quantum-flux-parametron sequential logic circuits

  • Improvement for autocorrelation of adiabatic quantum-flux-parametron based random number generator

    Wenhui Luo, Naoki Takeuchi, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa

    120 ( 153 )   17 - 20   2020年8月

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    記述言語：その他  

  • A semi-custom design methodology and environment for implementing superconductor adiabatic quantum-flux-parametron microprocessors 査読

    Ayala Christopher L, Saito Ro, Tanaka Tomoyuki, Chen Olivia, Takeuchi Naoki, He Yuxing, Yoshikawa Nobuyuki

    SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY   33 ( 5 )   2020年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    A semi-custom design methodology and environment for implementing superconductor adiabatic quantum-flux-parametron microprocessors

    DOI： 10.1088/1361-6668/ab7ec3

  • Design of SFQ convolutional computation processor for convolutional neural network

    Fei Ke, Ao Ren, Yanzhi Wang, Olivia Chen, Yuki Yamanashi, Nobuyuki Yoshikawa

    119 ( 369 )   11 - 13   2020年1月

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    記述言語：その他  

  • Methodology for Au- tomating Data Feedback Circuit Synthesis for a 4- bit Counter in Adiabatic Quantum- Flux-Parametron Logic

    R. Saito, C. L. Ayala, O. Chen, T. Tanaka, N. Yoshikawa

    Proc. The 13th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV) 2020   119 ( 369 )   117 - 119   2020年1月

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    記述言語：その他  

    Methodology for Automating Data Feedback Circuit Synthesis for a 4-bit Counter in Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

  • Development of Majority- Logic-Based Top-Down Environment for Adiabatic Quantum-FluxParametron Circuits

    R. Saito, C. L. Ayala, O. Chen, T. Tanaka, N. Yoshikawa

    Proc. 32nd International Symposium on Superconductivity (ISS2019)   2019年11月

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    記述言語：その他  

    Development of Majority- Logic-Based Top-Down Environment for Adiabatic Quantum-FluxParametron Circuits

  • A Feedback-Friendly Large-Scale Clocking Scheme for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic Datapaths 査読

    Takeuchi Naoki, Ayala Christopher Lawrence, Chen Olivia, Yoshikawa Nobuyuki

    IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY   29 ( 5 )   2019年8月

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    記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1109/TASC.2019.2904480

  • Quality of Results of Adi- abatic Quantum-Flux-Parametron Integrated Circuits Placed by the Genetic Algorithm

    T. Tanaka, C. L. Ayala, O. Chen, R. Saito, N. Yoshikawa

    Proc. International Superconductive Electronics Conference(ISEC) 2019   2019年7月

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    記述言語：その他  

    Quality of Results of Adi- abatic Quantum-Flux-Parametron Integrated Circuits Placed by the Genetic Algorithm

  • Adiabatic Quantum-Flux-Parametron: Towards Building Extremely Energy-Efficient Circuits and Systems 査読

    Olivia Chen, Ruizhe Cai, Yanzhi Wang, Fei Ke, Taiki Yamae, Ro Saito, Naoki Takeuch, Nobuyuki Yoshikawa

    Scientific Reports   Vol.9 ( 1 )   2019年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Adiabatic Quantum-Flux-Parametron: Towards Building Extremely Energy-Efficient Circuits and Systems

    DOI： 10.1038/s41598-019-46595-w

  • Development of Topdown Environment for Adiabatic Quantum Flux Parametron Circuits

    RO SAITO, Christopher AYALA, Olivia CHEN, TOMOYUKI TANAKA, NOBUYUKI YOSHIKAWA

    電気学会研究会資料   ( MC-19-001-012/ASC-19-007-018 )   9 - 12   2019年7月

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    記述言語：その他  

  • Design of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Register Files Using a Top-Down Design Flow 査読

    Olivia Chen, Ro Saito, Tomoyuki Tanaka, Christopher L. Ayala, Naoki Takeuchi, Nobuyuki Yoshikawa

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity   Vol.29 ( 5 )   2019年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    ISSN Information:<br />
    Print ISSN: 1051-8223<br />
    Electronic ISSN: 1558-2515<br />
    CD: 2378-7074

    DOI： 10.1109/TASC.2019.2908277

  • Measurement Result of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron 4bit Shifter-Rotator Circuit Designed by Automatic Placementt

    T. Tanaka, C. L. Ayala, O. Chen, R. Saito, N. Yoshikaw

    Proc. The 12th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV) 2018   2019年1月

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    記述言語：その他  

  • AQFP-SYNTH: A Per- formance Evaluation Framework for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Based Circuits and Systems

    Proc. 12th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV 2019)

    2019年1月

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    記述言語：その他  

  • Execution units for a RISC-based adiabatic quantum-flux-parametron microprocessor data path

    C. L. Ayala, Q. Xu, R. Saito, T. Tanaka, N. Yoshikawa

    Applied Superconductivity Conference (ASC) 2018   2018年10月

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    記述言語：その他  

  • Design of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Integrated Circuits Using an Automated Placement Tool Based on Genetic Algorithms 査読

    T. Tanaka, C.L. Ayala, Q. Xu, R. Saito, N. Yoshikawa

    IEICE Tech. Rep.   118 ( 178 )   53 - 57   2018年8月

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    記述言語：英語  

    Design of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Integrated Circuits Using an Automated Placement Tool Based on Genetic Algorithms

  • A Large-Scale Design Flow for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits with Retiming and Fan-out Deconstruction 査読

    C. L. Ayala, Q. Xu, Y. Murai, R. Saito, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, N. Yoshikawa

    Proc. of International Superconductive Electronics Conference (ISEC 2017)   2017年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）  

    A Large-Scale Design Flow for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits with Retiming and Fan-out Deconstruction

  • Synthesis flow for cell-based adiabatic quantum-flux-parametron structural circuit generation with HDL back-end verification 査読

    Qiuyun Xu, Christopher L. Ayala, Naoki Takeuchi, Yuki Murai, Yuki Yamanashi, Nobuyuki Yoshikawa

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity   27 ( 4 )   1301905   2017年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) logic is a very energy-efficient platform to perform computing with superconductivity. In AQFP logic, dynamic energy dissipation can be drastically reduced due to the adiabatic switching operations using ac excitation currents. During the past few years, the AQFP logic family has been investigated and implemented into various operational circuits. Experimental results prove the robustness of building large-scale integrated AQFP circuits. In this paper, an AQFP very large scale integration (VLSI) design flow is introduced and detailed with a 16-b decoder as an example circuit. By including logic synthesis and automatic routing tools, this AQFP VLSI design flow is capable of converting a high-level description of a system into a physical layout. Analysis suggests that a reduction of more than 40&#37; in circuit area and a much higher design efficiency can be obtained, compared to a previous design done manually.

    DOI： 10.1109/TASC.2017.2662017

  • Performance Analysis of Synthesized Benchmark Circuits Implemented in Adiabatic Superconductor Logic 査読

    Q. Xu, R. Saito, Y. Murai, C. L. Ayala, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa

    The 16th International Superconductive Electronics Conference (ISEC 2017)   2017年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）  

    Performance Analysis of Synthesized Benchmark Circuits Implemented in Adiabatic Superconductor Logic

  • 単一磁束量子回路を用いた高性能超伝導演算 システムに関する研究 査読

    徐秋韵

    2017年3月

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    記述言語：英語  

    単一磁束量子回路を用いた高性能超伝導演算 システムに関する研究

  • HDL-Based Modeling Approach for Digital Simulation of Adiabatic Quantum Flux Parametron Logic 査読

    Qiuyun Xu, Christopher L. Ayala, Naoki Takeuchi, Yuki Yamanashi, Nobuyuki Yoshikawa

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity   26 ( 8 )   2016年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) circuits are currently verified by analog-based simulation, which would be an obstacle for large-scale circuits design. In this paper, we present a logic simulation model for AQFP logic. We made a functional model based on a finite-state machine approach using a hardware description language, which enables the simulation of large-scale AQFP circuits using commercially available logic simulation tools. We have developed a library for logic simulation and implemented an 8-bit carry look-ahead adder, which is composed of over 1000 Josephson junctions. We also include timing information in our logic simulation models for timing analysis. Since the library is based on a parameterized approach, it can be easily modified for different fabrication technologies and low-level circuit parameters.

    DOI： 10.1109/TASC.2016.2615123

  • HDL-based Modelling Approach for Adiabatic Superconductor Logic Simulation

    Q. Xu, C.L. Ayala, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa

    IEICE Tech. Rep.   115 ( 412 )   11 - 15   2016年1月

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    記述言語：英語  

    HDL-based Modelling Approach for Adiabatic Superconductor Logic Simulation

  • Timing Extraction for Logic Simulation of VLSI Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits

    C.L. Ayala, N. Takeuchi, Q. Xu, T. Narama, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, N. Yoshikawa

    IEICE Tech. Rep.   115 ( 242 )   7 - 12   2015年10月

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    記述言語：英語  

    Timing Extraction for Logic Simulation of VLSI Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Circuits

  • High-speed demonstration of bit-serial floating-point adders and multipliers using single-flux-quantum circuits 査読

    Xizhu Peng, Qiuyun Xu, Taichi Kato, Yuki Yamanashi, Nobuyuki Yoshikawa, Akira Fujimaki, Naofumi Takagi, Kazuyoshi Takagi, Mutsuo Hidaka

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity   25 ( 3 )   1301106   2015年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    We have been developing a large-scale reconfigurable data path (LSRDP) based on single-flux-quantum (SFQ) circuit technology for high-performance computing systems. In the SFQ LSRDP, a large number of SFQ floating-point adders (FPAs) and floating-point multipliers (FPMs) are directly connected to each other through routing networks to reduce a memory access rate. In this paper, we show our recent results about the SFQ FPAs and FPMs. Utilization of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology's 10-kA/cm2 Nb process makes it possible to accelerate the clock frequency to more than 50 GHz. We successfully demonstrated the high-speed operation of single-precision FPAs and FPMs, whose clock frequency is beyond 50 GHz, by on-chip high-speed tests. We estimate the performance and energy efficiency of SFQ FPAs and FPMs based on the designed circuits.

    DOI： 10.1109/TASC.2014.2382973

  • Demonstration of bit-serial SFQ-based computing for integer iteration algorithms 査読

    Qiuyun Xu, Xizhu Peng, Thomas Ortlepp, Yuki Yamanashi, Nobuyuki Yoshikawa

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity   25 ( 3 )   1300704   2015年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    The Collatz conjecture asserts that by a repeated iteration rule, the operation starting from any positive integer n, eventually produces the value of '1.' The main contribution of this paper is to demonstrate a single-flux-quantum (SFQ)-based hardware algorithm that performs an exhaustive search to verify the Collatz conjecture. The circuit consists of a 16-bit integer register, a high-frequency clock generator, and a central processor. This design can perform at up to a maximum clock frequency of 90 GHz with a total power consumption of about 0.85 mW in simulation, based on the AIST 10 kA/cm2 advanced Nb process. An LR-biasing approach further reduces the power consumption, whereas the computing speed can be accelerated by a factor of 20 when accelerating approaches are adopted. The assessments show that our design can process 2 × 107 numbers every second with an energy efficiency of about 5 × 1010 numbers per Joule.

    DOI： 10.1109/TASC.2014.2374454

  • 単一磁束量子回路を用いた3n+1問題のための整数 型ハードウェアアルゴリズムの研究

    徐秋韵

    2014年3月

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    記述言語：英語  

    単一磁束量子回路を用いた3n+1問題のための整数 型ハードウェアアルゴリズムの研究

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書籍等出版物

講演・口頭発表等

  • Late Breaking Result: AQFP-aware Binary Neural Network Architecture Search

    Zhengang Li, Xuan Shen, Geng Yuan, Masoud Zabihi, Tomoharu Yamauchi, Yanzhi Wang, Olivia Chen

    Proceedings of the 61st ACM/IEEE Design Automation Conference  2024年6月 

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    開催年月日： 2024年6月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    目的 超低電力デバイス AQFP に最適化した BNN（Binary Neural Network）アクセラレータを自動設計するため、アーキテクチャ探索（NAS）を AQFP 固有制約込みで行うフレームワークを提示。 手法 ゲート極性・多相クロック・パイプライン深度など AQFP パラメータを探索空間に組み込み、Differentiable NAS を拡張。 性能指標として 推論レイテンシ／エネルギー を同時最小化。シミュレーションは先行ツール SuperSIM をベースに実行。 結果 既存 CMOS-BNN を同一演算精度で置換した場合、エネルギー 10⁴ 倍削減、レイテンシ 15 倍短縮を達成可能と算出。 探索で得られた最適構成はゲート数を 30 % 削減しつつ、クロック同期制約を満たすレイアウトが自動生成できることを確認。

  • SuperNN: Towards PetaOps/W Energy-Efficient Neuromorphic Computing 招待

    Olivia Chen

    2024年電子情報通信学会総合大会  2024年3月 

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    開催年月日： 2024年3月

    記述言語：英語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

  • Non-Linear Function Generator Using Stochastic Superconductive Circuits

    Olivia Chen, Wenhui Luo, Naoki Takeuchi, Yanzhi Wang, Nobuyuki Yoshikawa

    Applied Superconductivity Conference 2022  2022年10月 

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    開催年月日： 2022年10月

    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • Design and Implementation of High-Performance Binary Neural Network Using Adiabatic Quantum- Flux-Parametron Logic

    T. Yamauchi, H. San, N. Yoshikawa, O. Chen

    Applied Superconductivity Conference (ASC 2022)  2022年10月 

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    開催年月日： 2022年10月

    記述言語：その他  

    国名：その他  

    Design and Implementation of High-Performance Binary Neural Network Using Adiabatic Quantum- Flux-Parametron Logic

  • Non-Linear Function Generator Using Stochastic Superconductive Circuits

    Olivia Chen, Wenhui Luo, Naoki Takeuchi, Yanzhi Wang, Nobuyuki Yoshikawa

    Applied Superconductivity Conference 2022  2022年10月 

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    開催年月日： 2022年10月

    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Design and Implementation of High-Performance Binary Neural Network Using Adiabatic Quantum- Flux-Parametron Logic

    T. Yamauchi, H. San, N. Yoshikawa, O. Chen

    Applied Superconductivity Conference (ASC 2022)  2022年10月 

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    開催年月日： 2022年10月

    researchmap

  • A Study on In-Memory Binary Neural Networks Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    T. Yamauchi, H. San, N. Yoshikawa, O. Chen

    SSV2022&QCCC2022  2022年9月 

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    開催年月日： 2022年9月

    記述言語：その他  

    国名：その他  

    A Study on In-Memory Binary Neural Networks Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

  • A Study on In-Memory Binary Neural Networks Using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    T. Yamauchi, H. San, N. Yoshikawa, O. Chen

    SSV2022&QCCC2022  2022年9月 

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    開催年月日： 2022年9月

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  • Implementation of an FFT-Based Convolutional Processing Element Using Single-Flux-Quantum Technology

    Olivia Chen, Fei Ke, Yanzhi Wang, Nobuyuki Yoshikawa

    Applied Superconductivity Conference  2020年10月 

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    開催年月日： 2020年10月 - 2020年11月

    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Implementation of an FFT-Based Convolutional Processing Element Using Single-Flux-Quantum Technology

  • Design and Evaluation of a Multi-Output True Random Number Generator Based on Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    W. Luo, N. Takeuchi, O. Chen, N. Yoshikawa

    14th Superconducting SFQ VLSI Workshop  2021年11月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

    Design and Evaluation of a Multi-Output True Random Number Generator Based on Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

  • Multi-Output True Random Number Generator Based on Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    W. Luo, N. Takeuchi, O. Chen, N. Yoshikawa

    15th European Conference on Applied Superconductivity  2021年9月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

    Multi-Output True Random Number Generator Based on Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

  • AQFP 回路のための N-Phase Clock- ing に関する研究

    齋藤蕗生, C. L. Ayala, O. Chen, 田中智之, 吉川信行

    電子情報通信学会ソサイエティ大会  2020年9月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • AQFP 順序回路設計のための論理合成自動化法

    齋藤蕗生, C. L. Ayala, O. Chen, 田中智之, 田村智大, 吉川信行

    電子情報通信学会総合大会  2020年3月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • Adiabatic Quantum- Flux-Parametron Logic のためのフィードバック回路の自動合成

    齋藤 蕗生, C. L. Ayala, O. Chen, 田中 智之, 田村 智大, 吉川 信行

    低温工学・超電導学会研 究発表会  2020年5月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • An AQFP-Based Neural Network Accelerator with On-Chip Stochastic Number Generation

    Olivia Chen, Wenhui Luo, Yanzhi Wang, Naoki Takeuchi, Nobuyuki Yoshikawa

    Applied Superconductivity Conference 2020  2020年10月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

    An AQFP-Based Neural Network Accelerator with On-Chip Stochastic Number Generation

  • Glitter チャネル配線アルゴリズム による断熱量子磁束パラメトロン 集積回路の信号線のインダクタンス最適化

    田中智之, C. L. Ayala, O. Chen, 齋藤 蕗生, 吉川信行

    電子情報通信学会総合大会  2020年3月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • Low-Autocorrelation Random Number Generator using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    Wenhui Luo, Naoki Takeuchi, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa

    Applied Superconductivity Conference 2020  2020年10月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

    Low-Autocorrelation Random Number Generator using Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

  • Low Latency Adiabatic Quantum-Flux-Parametron (AQFP) 3-to-8 Decoder Excited by Microwave Power Dividers

    Yuxing He, Olivia Chen, Nobuyuki Yoshikawa

    Applied Superconductivity Conference 2020  2020年10月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

    Low Latency Adiabatic Quantum-Flux-Parametron (AQFP) 3-to-8 Decoder Excited by Microwave Power Dividers

  • Adiabatic Quantum Flux Parametron 回路のための TopDown 環境の開発

    齋藤蕗生, C. L. Ayala, O. Chen, 田中智之, 吉川信行

    金属・セラミックス 超電導機器合同研究会  2019年11月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • Adiabatic Quantum Flux Parametron 回路のための Majority-Logic TopDown 環境の開発

    齋藤蕗生, C. L. Ayala, O. Chen, 田中智之, 山田剛久, 吉川信行

    電子情報通信学会ソサイエティ大会  2019年9月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • Computer Aided Design for Superconducting Electronics Panel 招待 国際会議

    Olivia Chen

    2019 Design Automation Conference (DAC'2019)  2019年6月 

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    記述言語：英語  

    開催地：LAS VEGAS CONVENTION CENTER   国名：その他  

    Computer Aided Design for Superconducting Electronics Panel

  • 断熱型量子磁束パラメトロン集積 回路の自動配置プログラムによる回路設計とその測定

    田中智之, C. L. Ayala, O. Chen, 齋藤 蕗生, 吉川信行

    超伝導エレクトロニクス研究会  2019年1月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • 断熱的量子磁束パラメトロン 16-bit 桁上げ先読み加算器の誤動作原因の解析

    田中智之, C. L. Ayala, O. Chen, 齋藤 蕗生, 吉川信行

    超伝導エレクトロニクス研究会  2019年10月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • 断熱量子磁束パラメトロン 16-bit 桁上げ先読み加算器の設計と評価

    田中智之, C. L. Ayala, O. Chen, 齋藤 蕗生, 吉川信行

    電子情報通信学会ソサイエティ大会  2019年6月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • A feedback-friendly large-scale clocking scheme for adiabatic quantum-flux-parametron logic datapaths

    N. Takeuchi, C.L. Ayala, Q. Xu, N. Yoshikawa

    2018 Applied Superconductivity Conference (ASC 2018)  2018年10月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    A feedback-friendly large-scale clocking scheme for adiabatic quantum-flux-parametron logic datapaths

  • ColdFlux Superconducting EDA and TCAD Tools Project: Overview and Progress 招待

    C. Fourie, M. Botha, P. Febvre, C.L. Ayala, Q. Xu, N. Yoshikawa, E. Patrick, M. Law, Y. Wang, M. Annavaram, P. Beerel, S. Gupta, S. Nazarian, M. Pedram

    2018 Applied Superconductivity Conference (ASC 2018)  2018年11月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    ColdFlux Superconducting EDA and TCAD Tools Project: Overview and Progress

  • Comprehensive Automated Timing Extraction Methodology for Characterizing an Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic Cell Library

    C.L. Ayala, O. Chen, Q. Xu, N. Yoshikawa

    IEICE Society Conference 2018  2018年9月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Comprehensive Automated Timing Extraction Methodology for Characterizing an Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic Cell Library

  • Design and Evaluation of Deep Learning Accelerator using Superconductor Logic Families

    Q. Xu, Y. Wang, N. Takeuchi, N. Yoshikawa

    IEICE Society Conference 2018  2018年9月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Design and Evaluation of Deep Learning Accelerator using Superconductor Logic Families

  • Design and implementation of an extremely energy-efficient deep learning accelerator using superconducting logic

    Q. Xu, X. Ma, Y. Wang, N. Takeuchi, N. Yoshikawa

    2018 Applied Superconductivity Conference (ASC 2018)  2018年11月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Design and implementation of an extremely energy-efficient deep learning accelerator using superconducting logic

  • Design of Adiabatic-Quantum-Flux-Parametron Register Files Using a Top-Down Design Flow

    Q. Xu, T. Tanaka, C.L. Ayala, N. Takeuchi, N. Yoshikawa

    2018 Applied Superconductivity Conference (ASC 2018)  2018年11月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Design of Adiabatic-Quantum-Flux-Parametron Register Files Using a Top-Down Design Flow

  • Execution units for a RISC-based adiabatic quantum-flux-parametron microprocessor datapath

    C.L. Ayala, Q. Xu, R. Saito, T. Tanaka, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa

    2018 Applied Superconductivity Conference (ASC 2018)  2018年10月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Execution units for a RISC-based adiabatic quantum-flux-parametron microprocessor datapath

  • Fabrication of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Integrated Circuits Using an Automatic Placement Tool Based on Genetic Algorithms

    Tanaka, C.L. Ayala, Q. Xu, R. Saito, N. Yoshikawa

    2018 Applied Superconductivity Conference (ASC 2018)  2018年11月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Fabrication of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Integrated Circuits Using an Automatic Placement Tool Based on Genetic Algorithms

  • Superconducting microwave delay network for adiabatic quantum-flux-parametron logic

    Y. He, N. Takeuchi, Q. Xu, N. Yoshikawa

    2018 Applied Superconductivity Conference (ASC 2018)  2018年10月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Superconducting microwave delay network for adiabatic quantum-flux-parametron logic

  • Young Scientist Plenaries 招待

    Qiuyun (Olivia) Xu

    2018 Applied Superconductivity Conference (ASC 2018)  2018年10月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Young Scientist Plenaries

  • 遺伝的アルゴリズムを用いた断熱型量子磁束パラメトロン集積回路の自動設計

    田中智之, Christopher Ayala, 徐 秋韵, 吉川信行

    IEICE Society Conference 2018  2018年9月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    遺伝的アルゴリズムを用いた断熱型量子磁束パラメトロン集積回路の自動設計

  • 遺伝的アルゴリズムを用いた断熱 型量子磁束パラメトロン集積回路の自動設計

    田中智之, C. L. Ayala, O. Chen, 齋藤 蕗生, 吉川信行

    電子情報通信学会ソサイエティ大会  2018年9月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • 遺伝的アルゴリズムによる自動配 置ツールを用いた断熱型量子磁束パラメトロン集積回路の設計

    田中智之, C. L. Ayala, O. Chen, 齋藤 蕗生, 吉川信行

    超伝導エレクトロニクス研究会  2018年8月 

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    記述言語：その他  

    国名：その他  

  • Current Progress in Adiabatic Quantum Flux Parametron 招待

    N. Takeuchi, C. Ayala, Q. Xu, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa

    The 30th International Symposium on Superconductivity (ISS 2017)  2017年12月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Current Progress in Adiabatic Quantum Flux Parametron

  • Design and implementation of AQFP-based register files for an AQFP 4-bit RISC microprocessor prototype

    Q. Xu, C. L. Ayala, N. Takeuchi, N. Yoshikawa

    2017 Europe Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2017)  2017年9月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Design and implementation of AQFP-based register files for an AQFP 4-bit RISC microprocessor prototype

  • A Review of Current Progress of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

    N. Takeuchi, C. L. Ayala, Q. Xu, F. China, N. Tsuji, T. Ando, Y. Murai, K. Fang, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa

    The 9th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV2016)  2016年8月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    A Review of Current Progress of Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Logic

  • Recent Progress towards Energy-Efficient Microprocessors Using AQFP Logic 招待

    N. Takeuchi, C. Ayala, Q. Xu, F. China, N. Tsuji, T. Narama, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa

    The 5th International Conference on Superconductivity and Magnetism (ICSM 2016)  2016年4月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Recent Progress towards Energy-Efficient Microprocessors Using AQFP Logic

  • Synthesis Flow for Cell-Based Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Structural Circuit Generation with HDL Backend Verification

    Q. Xu, C. L. Ayala, Y. Murai, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, N. Yoshikawa

    2016 Applied Superconductivity Conference (ASC 2016)  2016年8月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Synthesis Flow for Cell-Based Adiabatic Quantum-Flux-Parametron Structural Circuit Generation with HDL Backend Verification

  • Creation of a Logic Simulation Model for Adiabatic Quantum Flux Parametron Logic

    Q. Xu, C. L. Ayala, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, N. Yoshikawa

    2015 Europe Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2015)  2015年8月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Creation of a Logic Simulation Model for Adiabatic Quantum Flux Parametron Logic

  • High-speed Demonstration of Bit-serial SFQ-based Computing for Integer Iteration Algorithms

    Q. Xu, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, N. Yoshikawa

    Cryogenics and Superconductivity Society of Japan  2014年12月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    High-speed Demonstration of Bit-serial SFQ-based Computing for Integer Iteration Algorithms

  • High-speed Demonstration of a Single-Flux-Quantum Processor for Solving the 3n + 1 Problem,

    Q. Xu, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, N. Yoshikawa

    27th International Symposium on Superconductivity  2014年11月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    High-speed Demonstration of a Single-Flux-Quantum Processor for Solving the 3n + 1 Problem,

  • Demonstration of bit-serial SFQ-based computing for integer iteration algorithms

    Q. Xu, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, N. Yoshikawa

    2014 Applied Superconductivity Conference (ASC 2014)  2013年8月 

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    記述言語：英語  

    国名：その他  

    Demonstration of bit-serial SFQ-based computing for integer iteration algorithms

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所属学協会

  • 低温工学会

    2024年4月 - 現在

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  • ACM

    2020年 - 現在

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  • 低温学会

  • 電子情報通信学会

  • IEEE

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委員歴

  • Applied Superconductivity Educational Foundation (ASEF)   Board Member  

    2024年9月 - 現在   

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    応用超伝導教育基金（ASEF）の理事に就任

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  • 2024 Design, Automation and Test in Europe Conference (DATE) TPC Member  

    2023年8月 - 現在   

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    国際設計会議 DATE 2024 で AI アクセラレータ／超伝導 EDA セッションの論文査読とセッション編成を担当。

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  • 2024 Applied Superconductivity Conference (ASC24) Program Committee Member  

    2023年8月 - 現在   

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    応用超伝導分野最大会議 ASC 2024 にてデジタル超伝導トラックの査読・座長を務め、国際議論を主導

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  • IEICE 超伝導エレクトロニクス(SCE)研究専門委員会 委員  

    2022年6月 - 現在   

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    年４回の研究会企画を担当

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  • IEEE GCCE Session Co-chair  

    2022年4月   

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  • 2022 Great Lakes Symposium on VLSI Technical Program Committee Member  

    2022年2月 - 2022年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 2022 Applied Superconductivity Conference Program Committee Member  

    2021年 - 2022年   

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  • 2021 Great Lakes Symposium on VLSI Technical Program Committee Member  

    2021年   

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  • 第99回 低温工学・超電導学会研究発表会運営委員会  

    2020年3月   

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    団体区分：学協会

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  • 2020 Great Lakes Symposium on VLSI Technical Program Committee Member  

    2020年   

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  • European Conference on Applied Superconductivity Session Moderator  

    2019年9月   

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  • 2019 国際超伝導電子大会   プログラム委員会委員  

    2019年7月   

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    団体区分：学協会

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学術貢献活動

  • 量子・超伝導コンピューティング国際ワークショップQUESTを創設 国際学術貢献

    役割：企画立案・運営等

    九州大学量子コンピュータシステム研究センター・陳オリビア  2024年9月

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    種別：大会・シンポジウム等 

    参加者数：72

    量子計算と超伝導計算を融合する新会議 QUEST を立ち上げ、初回開催で 7 か国 72 名を招致し恒常開催を確立。

  • DATE2025プログラム委員会委員 国際学術貢献

    役割：審査・評価,　査読

    DATE2025運営委員会  2024年 - 2025年

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    種別：大会・シンポジウム等 

    セッション論文査読と選出を担当

  • ICCAD2025プログラム委員会委員 国際学術貢献

    役割：審査・評価,　査読

    ICCAD運営委員会  2024年 - 2025年

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    種別：大会・シンポジウム等 

    セッション論文査読と選出を担当

  • DAC2025プログラム委員会委員 国際学術貢献

    役割：審査・評価,　査読

    DAC運営委員会  2024年 - 2025年

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    種別：大会・シンポジウム等 

    セッション論文査読と選出を担当

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 非決定性超伝導回路を用いた高性能機械学習計算基盤の創出

    研究課題/領域番号：23K28055  2023年4月 - 2028年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    陳 オリビア

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    資金種別：科研費

    本研究は、エネルギー効率の高い超伝導技術を利用して、従来の計算方法とは異なる、高性能な機械学習計算基盤の開発を目指し、低消費電力のハードウェア技術、ビットレベルで並列化が可能なアナログ計算機構、そしてゼロ電力で情報を保持できる不揮発性超伝導多値メモリを活用したインメモリ型計算アーキテクチャを統合することで、非常に効率的な機械学習向けハードウェアを実現する。さらに、システムのスケーラビリティ分析、多値論理の応用範囲と将来性の探究、従来デジタル方式に原理的に相性が悪いCMOSアナログ計算機構を新デバイス・新材料でのリビジットなど、数多くの未解明課題を明らかにする。

    CiNii Research

  • 高性能非ノイマン型超伝導SoCの開発

    研究課題/領域番号：JPMJFR226W  2023年 - 2029年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    担当区分：研究代表者  資金種別：科研費

  • 非決定性超伝導回路を用いた高性能機械学習計算基盤の創出

    研究課題/領域番号：23H03365  2023年 - 2027年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    資金種別：科研費

  • 超低電力機械学習に向けた確率的超伝導ニューラルネットワークの創出

    研究課題/領域番号：22H00220  2022年 - 2026年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    竹内 尚輝, 吉川 信行, 陳 オリビア

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    資金種別：科研費

    人工知能が中核をなすSociety 5.0の実現には、従来コンピュータに比べて革新的にエネルギー効率の優れた機械学習用ハードウェアの開発が緊要である。そこで本研究は、低エネルギー超伝導集積回路技術をベースに、超伝導ニューロン回路、不揮発性超伝導メモリ、In-memory計算アーキテクチャ、確率的演算手法を融合させて、超低電力ニューラルネットワーク回路の基盤技術の創出を目指す。

    CiNii Research

  • アルゴリズム・ソフトウェア・ハードウェアの融合による超低電力ニューラルネット ワークの構築

    2019年 - 2022年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    資金種別：科研費

  • 超伝導断熱磁束量子パラメトロンを用いた低電力深層学習専用チップの開発

    2019年 - 2021年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

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    資金種別：科研費

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担当授業科目

  • 【通年】情報理工学演習

    2025年4月 - 2026年3月   通年

  • 【通年】情報理工学講究

    2025年4月 - 2026年3月   通年

  • 【通年】情報理工学研究Ⅰ

    2025年4月 - 2026年3月   通年

  • コンピュータシステム入門

    2025年4月 - 2025年9月   前期

  • 情報理工学論述Ⅰ

    2025年4月 - 2025年9月   前期

  • 情報理工学論議Ⅰ

    2025年4月 - 2025年9月   前期

  • 情報理工学読解

    2025年4月 - 2025年9月   前期

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他大学・他機関等の客員・兼任・非常勤講師等

  • 2024年  横浜国立大学  区分:客員教員  国内外の区分:国内 

  • 2024年  UC Riverside  区分:客員教員  国内外の区分:国外 

国際教育イベント等への参加状況等

  • 2018年6月

    FLUXONICS

    Summer School on Superconducting Electronics

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    開催国・都市名：Spain

その他部局等における各種委員・役職等

  • 2022年4月 - 現在   その他 IEEE GCCE Session Co-chair

  • 2022年2月 - 2022年3月   その他 2022 Great Lakes Symposium on VLSI Technical Program Committee Member

  • 2020年3月 - 現在   その他 第99回 低温工学・超電導学会研究発表会運営委員会

  • 2019年9月 - 現在   その他 European Conference on Applied Superconductivity Session Moderator

  • 2019年7月 - 現在   その他 プログラム委員会委員

  • 2018年11月 - 2019年5月   その他 Technical Program Committee Member

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社会貢献活動

  • 量子・超伝導コンピューティング国際ワークショップQUESTを創設

    役割：企画,　運営参加・支援

    九州大学量子コンピュータシステム研究センター  QUEST2024  2024年9月

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    対象：大学院生,　研究者,　社会人・一般

    種別：講演会

    本ワークショップは、量子計算を中心とする先端技術分野の融合的な学術交流を促進し、国際的な連携を強化することで、日本の研究コミュニティの国際的プレゼンスを一層高めることを目的としている。また、多くの海外研究者を横浜市に招致し、その魅力を国内外に発信することで、地域の経済活性化や都市ブランドの向上にも貢献する。さらに、学生向けの補助制度を設けることで、次世代を担う若手研究者の育成を支援し、将来的な学術・産業の発展へとつなげていく。