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运算能力最强的单磁通量子微处理器问世

  单磁通量子(SFQ)电路是通过交换单磁通量子而非电荷进行信息处理的逻辑电路,SFQ是量子化的磁通量最小单位。从事这一研究的是名古屋大学的藤卷朗教授与横滨国立大学的吉川信行教授。新的微处理器由1万个元件构成,采用了极低温度下电阻为零的超导技术,在超导圈中SFQ的“有”、“无”由“0”和“1”表示进行运算。由于利用低温超导技术,它实现了高速运算和低电力消耗的性能,可以解决目前半导体电路技术中的发热及配线延迟时间太长等难题。

  据介绍,研究人员在开发单磁通量子电路微处理器过程中,采用了能遮挡对SFQ产生影响的磁场的新型结构,电路线宽只有以往的一半,同时利用多种算法使其成功实现电路大规模集成和小型化,电路时钟周波数比半导体的高6倍,为25吉赫兹,消耗电力为3.4微瓦,为半导体的千分之一。此前,世界上运算能力第一的IBM超级计算机“蓝基因”的耗电量为1.2兆瓦,即使考虑到SFQ电路的冷却装置,SFQ微处理器在节电方面也绝对占有优势。