YAMANASHI Yuki

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Name
YAMANASHI Yuki
E-mail
yamanashi-yuki-krynu.ac.jp
Affiliation
Yokohama National University
Section
Faculty of Engineering
Job title
Associate Professor
Research funding number
70467059
ORCID ID
0000-0003-4840-7611

Research Areas

 
 

Education

 
Apr 2005
 - 
Sep 2007
Yokohama National University
 
Apr 2003
 - 
Mar 2005
Yokohama National University
 
Apr 1999
 - 
Mar 2003
Faculty of Engineering, Yokohama National University
 

Published Papers

 
Y. Yamanashi, S. Nakaishi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   29(5) 1301805   Aug 2019   [Refereed][Invited]
Y. Tomitsuka, Y. Yamanashi, N. Zen, M. Ohkubo, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   29(5) 1301505   Aug 2019   [Refereed]
A. Sanada, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   29(5) 13019045   Aug 2019   [Refereed]
Y. Okuma, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Superconductor. Sci. Technol.   32(6) 065007   Jun 2019   [Refereed]
Y. Yamanashi, H. Imai, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   28(7) 1301105   Oct 2018   [Refereed]
Y. Yamanashi, S. Nakaishi, A. Sugiyama, N. Takeuchi, and N. Yoshikawa
Supercond. Sci. Technol.   31(10) 105003   Aug 2018   [Refereed]
H. Takayama, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
J. Phys. Conf. Ser.   1054 012063   Jul 2018   [Refereed]
N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEICE Trans. Electron.   E101-C(5) 352-358   May 2018   [Refereed][Invited]
Y. Murai, C.L. Ayala, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   27(6) 1302209   Sep 2017   [Refereed]
YOSHIKAWA Nobuyuki, SANO Kyosuke, YAMANASHI Yuki, ZEN Nobuyuki, OHKUBO Masataka
TEION KOGAKU (Journal of Cryogenics and Superconductivity Society of Japan)   52(5) 349-354   Sep 2017   [Refereed]
We have been developing superconducting time-of-flight mass spectrometry (TOF-MS) systems that utilize a superconducting strip particle detector (SSPD) and a single-flux-quantum (SFQ) time-to-digital converter (TDC). The SSPD has high time resolut...
Y. Yamanashi, T. Matsushima, N. Takeuchi, N. Yoshikawa, and T. Ortlepp
Supercond. Sci. Technol.   30(8) 084004   Jul 2017   [Refereed]
T. Wakamatsu, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
J. Phys. Conf. Ser.   871 012068   Jul 2017   [Refereed]
F. China, N. Tsuji, T. Narama, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   27(4) 1300205   Jun 2017   [Refereed]
K. Sano, T. Shimoda, Y. Abe, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa, N. Zen, and M. Ohkubo
IEEE Trans. Appl. Supercond.   27(4) 1300305   Jun 2017   [Refereed]
C. Ayala, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   27(4) 1300407   Jun 2017   [Refereed]
G. Konno, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   27(4) 1300607   Jun 2017   [Refereed]
T. Tsuji, C. L. Ayala, N. Takeuchi, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   27(4) 1300904   Jun 2017   [Refereed]
Q. Xu, C. Ayala, N. Takeuchi, Y. Murai, Y, Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   27(4) 1301905   Jun 2017   [Refereed]
T. Ando, S. Nagasawa, N. Takeuchi, N. Tsuji, F. China, M. Hidaka, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Supercond. Sci. Technol.   30(7) 075003   Jun 2017   [Refereed]
N. Takeuchi, S. Nagasawa, F. China, T. Ando, M. Hidaka, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Supercond. Sci. Technol.   30(3) 035002   Mar 2017   [Refereed]
N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Sci. Rep.   7 75   Mar 2017   [Refereed]
R. Tsutsumi, K. Sato, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   26(8) 1301405   Dec 2016   [Refereed]
LRバイアス法を用いた低電力超伝導単一磁束量子回路において、動作速度の低下を防ぐためにバイアス電流初期化機構を導入した回路を提案した。従来のLRバイアス回路に比べ、高速動作が可能なことを回路シミュレーションと高速動作検証によって示した。
R. Kihara, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   26(8) 1301704   Dec 2016   [Refereed]
超伝導ランダムアクセスメモリのデータの読み書きに要する消費電力を減らすために、メモリセルに確率共鳴現象を用いる動作を提案した。適切な熱雑音の存在する環境下で、低いビット誤り率でメモリセルへのデータ読み書きができることを実験により示した。
Q. Xu, C. L. Ayala, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   26(8) 1301805   Dec 2016   [Refereed]
Yuki YAMANASHI, Naoki TAKEUCHI,Nobuyuki YOSHIKAWA
Journal of the Institute of Electorical Engineers of Japan   136(12) 734-739   Dec 2016   [Refereed][Invited]
Takumi ANDO,Naoki TAKEUCHI,Yuki YAMANASHI,Nobuyuki YOSHIKAWA
Journal of the Institute of Electorical Engineers of Japan   136(12) 747-752   Dec 2016   [Refereed]
Y. Yamanashi, K. Masubuchi, and N. Yoshikawa
Physica C   530 101-103   Nov 2016   [Refereed]
信号伝搬や論理ゲート遅延時間の揺らぎを考慮し、大規模超伝導単一磁束量子回路のエラーレートの解析法を提案した。100万ビットから成るシフトレジスタ回路のエラーレートの電源電圧依存性を求め、その妥当性を評価した。
F. China, T. Narama, N. Takeuchi, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   26(5) 1301305   Aug 2016   [Refereed][Invited]
2種の超伝導回路、単一磁束量子回路と断熱量子磁束パラメトロンの間での信号伝達のためのインターフェース回路の提案とその動作実証を行った。シミュレーション結果に基づいた回路設計を行い、両回路間の信号伝達実験に成功した。
Y. Yamanashi, S. Nishimoto, and N. Yoshikawa
IEICE Trans. Electron.   E99-C(6) 692-696   Jun 2016   [Refereed]
制御信号入力によって動的に回路機能を再構成できる論理ゲートを用いて、超伝導算術論理演算ユニット(ALU)を試作し、その高速動作を実証した。入力データパターンによって論理ゲートの機能を変更する回路設計によって、従来のALUに比べて34%素子数を削減することができた。実験では30 GHzの動作速度において、ALUのすべての機能を実証した。
N. Tsuji, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, T. Ortlepp, and N. Yoshikawa
IEICE Trans. Electron.   E99-C(6) 710-716   Jun 2016   [Refereed]
断熱量子磁束パラメトロン回路において、信号のフィードバックを用いるラッチを提案した。多数決ゲートと信号のフィードバックを用いた本回路は従来のラッチに比べ、極めて少ない素子数においてラッチを実現でき、動作余裕度も極めて広い。実験においてシミュレーションとほぼ同等な動作余裕度を得た。
T. Takahashi, R. Numaguchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa,
IEICE Electron. Express   13(6) 20160074   Mar 2016   [Refereed]
LR駆動を用いた低電力超伝導単一磁束量子回路を用いて、1 kbitの容量を持つシフトレジスタ型のメモリを実現した。従来のメモリに比べ、消費電力を74%削減しながら、30 GHzでのメモリの動作を実証した。本回路は超伝導単一磁束量子回路による情報処理システムにおいて、高速な動作が必要とされる1次や2次のキャッシュに用いることができる。
N.Tsuji, N. Takeuchi, T. Narama, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Supercond. Sci. Technol.   28(11) 115013   Sep 2015   [Refereed]
広い動作マージンを有する磁気的に結合した量子磁束ラッチ

超伝導断熱量子磁束パラメトロン用の新しいラッチ回路を提案、実現した。これまでの直接入力を用いたラッチ回路は動作安定性が悪かったのに対し、時期結合による入力を用いる本提案回路は、動作時の前後の回路間の干渉が小さく、広い動作余裕度が実現できる。設計、試作したラッチ回路の測定を行ったところ、シミュレーションと同様に広い動作余裕度を持つことを示すことができた。
N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Phys. Rev. Appl.   4(3) 034007   Sep 2015   [Refereed]
超伝導回路を断熱駆動することにより、論理演算の消費エネルギーをどこまで低減することができるのかの検討を行った。熱雑音が存在する有限温度下での動作においても、回路駆動法と回路パラメータを適切に選択することにより、熱雑音エネルギー以下の消費エネルギーでの論理演算ができることを理論的に示した。モンテカルロ法を用いた熱雑音を考慮したシミュレーションでもこの結論を示した。
K. Sano, Y Takahashi, Y Yamanashi, N Yoshikawa, N Zen, M Ohkubo
Supercond. Sci. Technol.   28(7) 074003,1-5   Jul 2015   [Refereed]
超伝導ストリップイオン検出器を用いた飛行時間質量分析システムのための単一磁束量子読み出し回路の実証

超伝導ストリップライン検出器と、超伝導時間測定回路を組み合わせた、高精度な飛行時間測定型質量分析システムの動作検証を行った。検出器と超伝導回路を同一の冷凍機内に実装に成功した。本システムを用いて、質量1296Daのタンパク質を正しく検出できることを実証した。
S. Nishimoto, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   25(3) 1301405   Jun 2015   [Refereed]
動的に再構成可能なSFQ論理ゲートを用いて、効率的に論理回路を設計する方法を提案した。論理回路の出力を表す論理関数を入力データに応じて簡単になるように分解し、動的に再構成可能な論理ゲートでそれを実現することにより、通常の論理回路設計法に比べて少ないゲート数で論理回路を実現できる。ケーススタディとして直列全加算器を設計し、通常の設計法と比較して小さい回路面積、少ないパイプラインステージで回路を実現できることを示した。
K. Sato, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   25(3) 1301605   Jun 2015   [Refereed]
SFQ回路において大きなファンインを実現するために、磁場を検知して電圧を発生するSQUIDをスタック上に接続した多入力合流回路を設計し、その動作実証を行った。SQUIDから発生した電圧をSFQ信号に変換する回路の設計を行い、SQUIDスタックと接続することで、23GHzで合流機能が実現できることを実験的に示した。この信号合流回路を用いることで、メモリシステムの出力部が功利的に実現できる。
Q. Xu, X. Peng, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   25(3) 1300704   Jun 2015   [Refereed]
コラッツ問題の反例を探索する専用ハードウェアをSFQ回路を用いて実現した。90GHzまでの速度で動作する回路を設計した。さらに低電力回路技術を導入することにより、高いエネルギー効率でコラッツ問題の反例を探索できることを示した。
N. Takeuchi, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   25(3) 1300803   Jun 2015   [Refereed]
QFP回路において、排他的論理和ゲートを、QFPラッチ回路を基にして実現した。実現したQFP回路を用いて半加算器を設計し、その動作を確認した。半加算器におけるビットエネルギーは0.2aJ/bitと見積もられた。
X. Peng, Q. Xu, T. Kato, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa, A. Fujimaki, N. Takagi, K. Takagi, and M. Hidaka
IEEE Trans. Appl. Supercond.   25(3) 1301106   Jun 2015   [Refereed]
ビット直列アーキテクチャを採用した浮動小数点加算器をSFQ回路を用いて設計し、その高速動作を実証した。浮動小数点加算器と乗算器を、産総研の10 kA/cm2プロセスを用いて試作し、それぞれ50GHzの速度での動作を確認した。
Y. Sakashita, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
IEEE Trans. Appl. Supercond.   25(3) 1301205   Jun 2015   [Refereed]
SFQ回路によるFFTプロセッサの実現のために、符号を考慮した処理が可能なバタフライ処理ユニットを設計し、その動作検証を行った。産総研の10 kA/cm2 Nbプロセスを用いて提案回路を試作し、51GHzでの動作を確認した。回路設計結果より、64ビットFFTプロセッサのためのバタフライ処理ユニットが1チップに集積できることがわかった。
N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
J. Appl. Phys.   117(17) 173912   May 2015   [Refereed]
断熱磁束量子パラメトロン回路を用いて大規模ディジタル回路を構成するためのセルライブラリを構築した。最小限の4種の基本セルのみを設計してそれらを組み合わせることでどのような論理回路も構成することができる。実験において基本セルは十分広い動作余裕度を持つことを示した。
K. Inoue, N. Takeuchi, T. Narama, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Supercond. Sci. Technol.   28(4) 045020   Mar 2015   [Refereed]
超伝導体磁気遮蔽を有する断熱量子磁束パラメトロン論理回路に関する設計および実証

QFP回路の動作が外部磁場に対して非常に敏感であるという問題を解決するために、回路の一部に超伝導磁気シールドを施したQFP回路の設計、動作検証を行った。磁気シールドによって励起電流供給ラインと回路中のインダクタンスの間の時期結合をなくすことができ、大規模な回路が広い動作余裕度を持って動作できることを確認した。
Yosuke SAKASHITA, Yuki YAMANASHI, Nobuyuki YOSHIKAWA
IEICE Trans. Electron.   E98-C(3) 232-237   Mar 2015   [Refereed]
リアルタイムFFTプロセッサの実現のために、SFQ回路を用いたバタフライ処理ユニットの設計、高速動作検証を行った。ビットシリアルアーキテクチャを採用したバタフライ回路が、50 GHzのクロック周波数で動作することを実験的に確認した.
N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Supercond. Sci. Technol.   28(1) 015003   Jan 2015   [Refereed]
断熱QFP回路のエネルギー効率がどの程度であるかを、理論的に解析した。半導体集積回路のエネルギー効率と比較して、6桁高いエネルギー効率が得られることを示した。この値は熱雑音によって決まる古典的なエネルギー限界に近い値である。
N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Sci. Rep.   4 6354   Sep 2014   [Refereed]
断熱QFP回路を用いて可逆回路が実現できることを示した。論理的ならび物理的に可逆な論理ゲートを、QFP多数決論理ゲートと分岐回路を用いて実現した。実験において可逆動作が可能であることを示し、その時のエネルギーがランダウアー限界に近い値であることを確認した
D. Si, N. Takeuchi, K. Inoue, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Physica C   504 102-105   Sep 2014   [Refereed]
断熱QFP回路の歩留まりと回路規模の関係を統計的に解析した。回路パラメータが正規分布状にばらつくと仮定すると、エラー関数を用いて回路歩留まりを求めることができる。QFP回路間の配線インダクタンスを変えた時に歩留まりがどのように変化するかを明らかにし、最適な条件では100万ゲートから成る大規模QFP回路が高い歩留まりで動作できることを示した。
K. Sano, Y. Muramatsu, Y. Yamanashi, N. Yoshikawa, N. Zen, and M. Ohkubo
Physica C   504 97-101   Sep 2014   [Refereed]
飛行時間型質量分析用単一磁束量子時間‐デジタル変換器のジッタ低減

超伝導ストリップライン検出器と、SFQ時間ディジタル変換回路を組み合わせた飛行時間型質量分析システムにおいて、質量分解能がクロックのジッタで制限されないよう、ジッタの低減を図った。ジッタを低減するためにSFQクロック発生回路にローパスフィルタを挿入するなどの工夫の結果、ジッタを考慮しても100ps以下の時間分解能が達成できることがわかった。
M. Otsubo, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
Physics Procedia   58 216-219   Sep 2014   [Refereed]
SFQ回路の動作領域の拡大のために、遅延時間のバイアス電圧依存性を考慮した論理ゲートの最適化手法を提案した。動作領域と遅延時間のバイアス依存性を考慮した評価関数を定め、その評価値がなるべく小さくなるように回路パラメータを最適化することにより、安定動作が可能なSFQ回路を実現できる。
N. Takeuchi, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa,
IEEE Trans. Appl. Supercond.   24(4) 1300204   Aug 2014   [Refereed]
T. Ortlepp, M. Volkmann, and Y. Yamanashi
Physica C   500 20-24   May 2014   [Refereed]
ジョセフソン電流比較回路の高速動作時に問題になる、出力がこれまでの出力履歴に異存するメモリ効果について検討した。回路シミュレーションおよび実験によって、メモリ効果によって実効的なデータレートが低下することを示した。バイアス電圧や動作周波数によって実効的なデータレートがどのように減少するか求め、データレートが低下し始める動作周波数を明らかにした。

Conference Activities & Talks

 
Measurement of Single-Flux-Quantum Floating-Point Divider Based on Goldschmidt's Algorithm
Y. Yamanashi, A. Sanada, and N. Yoshikawa
International Superconductive Electronics Conference (ISEC) 2019   Jul 2019   
Investigation of the effects of 1/f noise on superconducting circuits
Y. Tsuna, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
International Superconductive Electronics Conference (ISEC) 2019   Jul 2019   
Theoretical and Experimental Characterization of Fundamental Superconducting Flux Qubit in Quantum Machine Learning
D. Saida, Y. Yamanashi, and N. Watase
International Superconductive Electronics Conference (ISEC) 2019   Jul 2019   
Investigation of Basic Characteristics of Superconducting Flux Qubit for Quantum Machine Learning
D. Saida and Y. Yamanashi
20th Anniversary of Superconducting Qubits (SQ20th)   Jun 2019   
Investigation of Basic Characteristics of Superconducting Flux Qubit for Quantum Machine Learning
D. Saida and Y. Yamanashi
20th Anniversary of Superconducting Qubits (SQ20th)   May 2019   
Simulation of superconductor circuit operation considering 1/f noises [Invited]
Y. Tsuna, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
12th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV2019)   Jan 2019   
Investigation of Superconducting Neural Network Realizing Arbitrary Logic Function [Invited]
D. Yamaguchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa
12th Superconducting SFQ VLSI Workshop (SSV2019)   Jan 2019   
Principle Verificationof the Superconducting Flux Qubit Cell Toward the Quantum SamplingApproach in Training of Deep Neural Networks
D. Saida, H. Ariyoshi, and Y. Yamanashi
31st InternationalSymposiumu on Superconductivity (ISS2018)   Dec 2018   
Superconducting Digital Data Processing Circuits for Astronomical Application [Invited]
Y. Yamanashi
19th East Asia Sub-millimeter-wave Receiver Technology Workshop 5th Riken-NICT Joint Workshop on Terahertz Technology   Dec 2018   
Evaluation of Single Flux Quantum Flip-Flops Containing pi-Shifted Josephson Junctions [Invited]
Y. Yamanashi, S. Nakaishi, and N. Yoshikawa
Applied Superconductivity Conference (ASC) 2018   Oct 2018   

Association Memberships