ИСТИНА

В ходе проекта планируется поэтапная разработка основ пост-кремниевой сверхпроводниковой технологии для создания высокопроизводительных энергоэффективных систем обработки данных. Полученные результаты будут включать в себя схемотехнические решения для реализации компактных, в том числе «безындуктивных», логических схем и нейроморфных цепей. Будут разработаны алгоритмы и специальные программы моделирования и проектирования сверхпроводниковых цепей, предложены и отработаны методики их тестирования. На конечном этапе проекта будут спроектированы компоненты цифровых «безындуктивных» схем, спайковых нейросетей и нейросетей на радиально-базисных функциях. Планируемые работы находятся на переднем крае исследований в обозначенной области и в части использования наноразмерных джозефсоновских контактов в качестве элементной базы будут, по сути, определять мировой уровень знаний. Практические шаги по применению результатов проекта создадут основу для существенного прогресса как в области систем классической обработки больших объемов данных, так и в области технологий искусственного интеллекта. Полученные результаты могут быть применены для разработки систем автоматизированного проектирования сверхпроводниковых интегральных схем и их стандартизированного изготовления по отработанным технологическим маршрутам. В дальнейшем это позволит перейти к промышленному производству широкого спектра устройств сверхпроводниковой электроники для областей высокоэффективной обработки данных, приема и обработки радиосигналов, радиоастрономии, метрологии и других, что откроет дорогу для коммерциализации целого ряда существующих наработок в области слаботочной прикладной сверхпроводимости.

The development of artificial intelligence and big data processing systems requires the research and application of new materials and design methods. This is formulated in the NTR of the Russian Federation. This problem arises due both to the impossibility of further long-term progress of computing devices on the traditional way of silicon transistors scaling and to new opportunities that open up in solving some classes of problems using devices based on non-Neumann architecture, such as neuromorphic processors and quantum computers. The use of a standard component base is often not optimal or impossible in these devices. An increase in the performance and energy-efficiency of computing devices can be obtained by the use of superconducting materials and new physical principles proposed in this project, which makes it possible to implement energy-efficient calculations with high speed. The key objective of the project is to solve the main problem of superconducting electronic circuits - a low integration density. The novelty of the approach is the focus on the circuits design based on nanoscale Josephson junctions and minimizing the size of the active components of digital devices by creating compact "inductanceless" circuits. The developed component base will be used both for the synthesis of components of logical devices, including devices of a new superconducting “phase” logic, as well as devices for neuromorphic information processing. The implementation of this project will provide the basis for the development of a digital post-silicon technology and will ensure the preservation of the existing priority of the Russian Federation in this dynamically developing field.

В ходе проекта планируется поэтапная разработка основ пост-кремниевой сверхпроводниковой технологии для создания высокопроизводительных энергоэффективных систем обработки данных. Полученные результаты будут включать в себя схемотехнические решения для реализации компактных, в том числе «безындуктивных», логических схем и нейроморфных цепей. Будут разработаны алгоритмы и специальные программы моделирования и проектирования сверхпроводниковых цепей, предложены и отработаны методики их тестирования. На конечном этапе проекта будут спроектированы компоненты цифровых «безындуктивных» схем, спайковых нейросетей и нейросетей на радиально-базисных функциях. Планируемые работы находятся на переднем крае исследований в обозначенной области и в части использования наноразмерных джозефсоновских контактов в качестве элементной базы будут, по сути, определять мировой уровень знаний. Практические шаги по применению результатов проекта создадут основу для существенного прогресса как в области систем классической обработки больших объемов данных, так и в области технологий искусственного интеллекта. Полученные результаты могут быть применены для разработки систем автоматизированного проектирования сверхпроводниковых интегральных схем и их стандартизированного изготовления по отработанным технологическим маршрутам. В дальнейшем это позволит перейти к промышленному производству широкого спектра устройств сверхпроводниковой электроники для областей высокоэффективной обработки данных, приема и обработки радиосигналов, радиоастрономии, метрологии и других, что откроет дорогу для коммерциализации целого ряда существующих наработок в области слаботочной прикладной сверхпроводимости.