(57)【要約】一実施形態は、超伝導セルアレイ論理回路システムを記載する。システムは、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを含む。超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの入力において受信された少なくとも１つの論理入力信号に対して論理処理を実施して、複数の超伝導セルを介した少なくとも１つの入力の少なくとも１つの出力への所定の選択的結合に基づいて少なくとも１つの列に関連する少なくとも１の出力において少なくとも１つの論理出力信号を提供する。
2019514255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを備える超伝導セルアレイ論理回路システムであって、前記超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの入力において受信された少なくとも１つの論理入力信号に対して論理処理を実施して、前記複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの入力の少なくとも１つの出力への所定の選択的結合に基づいて少なくとも１つの列に関連する少なくとも１の出力において少なくとも１つの論理出力信号を提供する、超伝導セルアレイ論理回路システム。
【請求項２】
前記複数の超伝導セルの各々は、前記少なくとも１つの出力のうちの１つに結合された少なくとも１つのジョセフソン接合を含むＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉デバイス）を含み、前記少なくとも１つのジョセフソン接合は、前記少なくとも１つの入力のうちの１つが前記少なくとも１つの出力のうちの１つに結合されていることに基づいて前記論理入力信号に応答して前記論理出力信号を提供するようにトリガするように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の超伝導セルの各々は、前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１の出力のうちの１つとの間の結合を提供するための前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記ＳＱＵＩＤとの間の誘導結合、または前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１の出力のうちの１つとの間の無結合を提供するための前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記ＳＱＵＩＤとの間の無誘導結合とを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の超伝導セルの各々は、少なくとも１つのプログラミング信号に応答して第１の磁気状態および第２の磁気状態のうちの１つを記憶するように構成されたＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合デバイス）をさらに含み、前記ＨＭＪＪＤは、前記第１の磁気状態において前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１つの出力のうちの１つとの間の結合を提供し、前記第２の磁気状態において前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１つの出力のうちの１つとの間の無結合を提供する、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記超伝導セルアレイ論理回路システムは、複数のプログラミング信号を受信して、前記複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの入力の前記少なくとも１つの出力への前記所定の選択的結合を設定するように構成された複数のプログラミング入力を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の超伝導セルの各々は、前記複数のプログラミング信号のうちの少なくとも１つに応答して第１の磁気状態および第２の磁気状態のうちの１つを記憶するように構成されたＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合デバイス）を含み、前記ＨＭＪＪＤは、前記第１の磁気状態において前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１つの出力のうちの１つとの間の結合を提供し、前記第２の磁気状態において前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１つの出力のうちの１つとの間の無結合を提供する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
第１の論理処理を実施して少なくとも１つの第１の論理出力信号を提供するように構成された第１の超伝導セルアレイ論理回路システムとして設けられた請求項１に記載の超伝導セルアレイ論理回路システムを備える超伝導回路であって、追加の超伝導セルアレイ論理回路システムを備え、前記追加の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行と少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを含み、前記超伝導セルアレイ論理回路システムは、前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する前記少なくとも１つの出力に結合された少なくとも１つの第２の入力を介して受信された少なくとも１つの第２の論理入力信号に対して論理処理を実施して、前記複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの入力の前記少なくとも１つの出力への所定の選択的結合に基づいて少なくとも１の出力において少なくとも１つの第２の論理出力信号を提供する、超伝導回路。
【請求項８】
前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する前記少なくとも１つの出力と第２の超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する少なくとも１つの入力とを相互接続するＲＱＬ（レシプロカル量子論理）グルー論理をさらに備え、前記ＲＱＬグルー論理は、ＲＱＬクロック信号に応答して、少なくとも１つの第１の論理出力信号および少なくとも１つの第２の論理入力信号を位相整合する、請求項７に記載の超伝導回路。
【請求項９】
請求項１に記載の超伝導セルアレイ論理回路システムを含む複数の超伝導セルアレイ論理回路システムを備える超伝導回路であって、前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムの各々は、少なくとも１つの入力と、少なくとも１つの出力と、複数の超伝導セルとを含み、かつ複数のプログラミング信号に基づく前記複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの入力の前記少なくとも１の出力への所定の選択的結合に基づいて少なくとも１つの論理入力信号に論理処理を実施するように構成され、前記複数のプログラミング信号のうちの少なくとも１つは、前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムのうちの１つ以上に供給されて、前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムのうちの１つ以上において所定の選択的結合を可能にする、超伝導回路。
【請求項１０】
少なくとも１つの超伝導メモリアレイを備え、前記少なくとも１つの超伝導メモリアレイは、
前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムのうちの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのメモリ入力と、
前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムのうちの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのメモリ出力と、
ビット書き込み電流及びワード書き込み電流に応答して２値論理状態を記憶するように各々構成された複数のＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合素子）を含み、前記少なくとも１つのメモリ入力を介して提供される読み出し電流に応答して、前記少なくとも１つのメモリ出力を介して２値論理状態の指示を提供する複数の超伝導セルと、を含む、請求項９に記載の超伝導回路。
【請求項１１】
超伝導セルアレイ論理回路システムを動作するための方法であって、
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを提供するステップと、
前記少なくとも１つの行の各々に関連する少なくとも１つの入力を提供するステップと、
前記少なくとも１つの列の各々に関連する前記複数の超伝導セルの各々に結合された少なくとも１つの出力を提供するステップと、
前記複数の超伝導セルに前記少なくとも１つの入力を所定の方法で選択的に結合して、選択的結合に基づいて前記少なくとも１つの入力を介して供給される少なくとも１つの論理入力信号に応答して論理処理出力である少なくとも１つの出力に関連する論理出力信号を可能にするステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記複数の超伝導セルを提供するステップは、前記少なくとも１つの出力のうちの１つに結合された少なくとも１つのジョセフソン接合を含む超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を含むように前記複数の超伝導セルの各々を提供することを含み、前記少なくとも１つのジョセフソン接合が、前記少なくとも１つの入力が前記少なくとも１つの出力に結合されていることに基づいて前記少なくとも１つの論理入力信号に応答して前記少なくとも１つの論理出力信号を提供するようにトリガするように構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記選択的に結合することは、前記少なくとも１つの入力を前記複数の超伝導セルに選択的に結合することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記選択的に結合することは、
前記少なくとも１つの入力のうちの１つの前記少なくとも１つの出力のうちの１つへの誘導結合を提供して、前記少なくとも１つの入力の前記複数の超伝導セルの個々の１つへの結合を提供すること、
前記少なくとも１つの入力のうちの１つの前記少なくとも１つの出力のうちの１つへの無誘導結合を提供して、前記少なくとも１つの入力の前記複数の超伝導セルの個々の１つへの無結合を提供することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の超伝導セルを提供するステップが、第１の磁気状態および第２の磁気状態のうちの１つを記憶するように構成されたＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合デバイス）を含むように前記複数の超伝導セルの各々を提供することを含み、前記選択的に結合することは、少なくとも１つのプログラミング信号を提供して、前記少なくとも１つの入力の前記複数の超伝導セルの個々の１つへの結合を提供する前記第１の磁気状態、または少なくとも１つの入力の前記複数の超伝導セルの個々の１つへの無結合を提供する前記第２の磁気状態を記憶するように前記複数の超伝導セルの各々に関連する前記ＨＭＪＪＤを設定することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の超伝導セルを提供するステップは、第１のアレイに配置された第１の複数の超伝導セルを提供することを含み、前記少なくとも１つの入力を提供するステップは、少なくとも１つの第１の入力を提供することを含み、前記少なくとも１つの出力を提供するステップは、少なくとも１つの第１の出力を提供することを含み、前記選択的に結合することは、前記少なくとも１つの第１の入力を前記第１の複数の超伝導セルに選択的に所定の方法で結合して、選択的結合に基づいて前記少なくとも１つの第１の入力を介して提供される少なくとも１つの第１の論理入力信号に応答して第１の論理処理出力である少なくとも１つの第１の出力に関連する少なくとも１つの第１の論理出力信号を可能にすることを含み、方法はさらに
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列の第２のアレイに配置された第２の複数の超伝導セルを提供するステップと、
前記第２のアレイの前記少なくとも１つの行の各々に関連する少なくとも１つの第２の入力を提供するステップと、前記少なくとも１つの第２の入力は、前記少なくとも１つの第１の出力に対応しており、
前記第２のアレイの前記少なくとも１つの列の各々に関連する前記第２の複数の超伝導セルの各々に結合された少なくとも１つの第２の出力を提供するステップと、
前記少なくとも１つの第２の入力を前記第２の複数の超伝導セルに選択的に所定の方法で結合して、選択結合に基づいて前記少なくとも１つの第２の入力を介して提供される少なくとも１つの第２の論理入力信号に応答して第２の論理処理出力である少なくとも１つの第２の出力に関連する少なくとも１つの第２の論理出力信号を可能にするステップと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
超伝導回路システムであって、
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列の第１のアレイに配置された第１の複数の超伝導セルを備える第１の超伝導セルアレイ論理回路システムであって、前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの第１の入力において受信された少なくとも１つの論理入力信号に対して第１の論理処理を実施して、複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの第１の入力の少なくとも１つの第１の出力への所定の選択的結合に基づいて前記第１のアレイの少なくとも１つの列に関連する少なくとも１つの第１の出力において少なくとも１つの第１の論理出力信号を提供するように構成されている、前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムと、
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列の第２のアレイに配置された第２の複数の超伝導セルを備える第２の超伝導セルアレイ論理回路システムであって、前記第２の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの第２の入力において受信された少なくとも１つの第２の論理入力信号に対して第２の論理処理を実施して、前記第２の複数の超伝導セルを介した少なくとも１つの第２の入力の少なくとも１つの第２の出力への所定の選択的結合に基づいて前記第２のアレイの少なくとも１つの列に関連する少なくとも１つの第２の出力において少なくとも１つの第２の論理出力信号を提供するように構成されている、前記第２の超伝導セルアレイ論理回路システムと、を備える超伝導回路システム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの第１の出力と前記少なくとも１つの第２の入力とを相互接続するＲＱＬ（レシプロカル量子論理）グルー論理をさらに備え、前記ＲＱＬグルー論理は、ＲＱＬクロック信号に応答して前記少なくとも１つの第１の論理出力信号および前記少なくとも１つの第２の論理入力信号を位相整合する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
複数のプログラミング信号を受信するように構成された複数のプログラミング入力をさらに備え、前記複数のプログラミング信号は、前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムおよび前記第２の超伝導セルアレイ論理回路システムの各々において、前記第１および第２の複数の超伝導セルを介して前記少なくとも１つの第１および第２の入力の前記少なくとも１つの第１および第２の出力への前記所定の選択的結合を設定するように構成され、前記複数のプログラミング入力の少なくとも１つは、前記第１の複数の超伝導セルおよび前記第２の複数の超伝導セルの両方に関連している、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
少なくとも１つの超伝導メモリアレイを備え、前記少なくとも１つの超伝導メモリアレイは、
前記第１及び第２の超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する前記第１および第２の入力のうちの少なくとも１つ、または前記第１および第２の出力のうちの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのメモリ入力と、
複数の超伝導セルアレイ論理回路システムの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのメモリ出力と、
ビット書き込み電流及びワード書き込み電流に応答して２値論理状態を記憶するように各々構成された複数のＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合素子）を含み、前記少なくとも１つのメモリ入力を介して提供される読み出し電流に応答して、前記少なくとも１つのメモリ出力を介して２値論理状態の指示を提供する複数の超伝導セルと、を含む、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、量子および古典的デジタル超伝導回路、特に、超伝導セルアレイ論理回路システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル論理の分野では、公知の高度に開発されたＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）技術が広く使用されている。ＣＭＯＳは、デジタル論理機能を提供するために数多くのコンピュータシステムに実装されている。ＣＭＯＳは技術として成熟に近づき始めているので、スピード、消費電力の計算密度、相互接続帯域幅などの点でより高い性能につながる可能性のある選択肢に関心がある。ＣＭＯＳ技術の代替は、超伝導ジョセフソン接合を利用した超伝導体ベースの単一磁束量子回路を含む。超伝導デジタル技術は、前例のない高速、低消費電力、低動作温度の利益を受けるコンピューティングリソースおよび／または通信リソースを提供する。例えば、超伝導デジタルシステムは、約４ｎＷ（ナノワット）の典型的な信号電力、２０Ｇｂ／ｓ（ギガビット／秒）以上の典型的なデータ速度、およそ４°ケルビン以下の動作温度で動作することができる。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態は、超伝導セルアレイ論理回路システムについて記載している。システムは、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを備える。超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの入力において受信された少なくとも１つの論理入力信号に対して論理処理を実施して、複数の超伝導セルを介した少なくとも１つの入力の少なくとも１つの出力への所定の選択的結合に基づいて少なくとも１つの列に関連する少なくとも１の出力において少なくとも１つの論理出力信号を提供することができる。
【０００４】
別の実施形態は、超伝導セルアレイ論理回路システムを動作するための方法を含む。方法は、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを提供するステップを含む。方法はまた、少なくとも１つの行の各々に関連する少なくとも１つの入力を提供するステップを含む。方法はまた、少なくとも１つの列の各々に関連する複数の超伝導セルの各々に結合された少なくとも１つの出力を提供するステップを含む。方法はさらに、複数の超伝導セルに少なくとも１つの入力を所定の方法で選択的に結合して、選択的結合に基づいて少なくとも１つの入力を介して供給される少なくとも１つの論理入力信号に応答して論理処理出力である少なくとも１つの出力に関連する論理出力信号を可能にするステップを含む。
【０００５】
別の実施形態は、超伝導回路システムを含む。システムは、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列の第１のアレイに配置された第１の複数の超伝導セルを備える第１の超伝導セルアレイ論理回路システムを備える。第１の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの第１の入力において受信された少なくとも１つの論理入力信号に対して第１の論理処理を実施して、複数の超伝導セルを介した少なくとも１つの第１の入力の少なくとも１つの第１の出力への所定の選択的結合に基づいて第１のアレイの少なくとも１つの列に関連する少なくとも１つの第１の出力において少なくとも１つの第１の論理出力信号を提供するように構成することができる。システムは、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列の第２のアレイに配置された第２の複数の超伝導セルを備える第２の超伝導セルアレイ論理回路システムをも備える。第２の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの第２の入力において受信された少なくとも１つの第２の論理入力信号に対して第２の論理処理を実施して、第２の複数の超伝導セルを介した少なくとも１つの第２の入力の少なくとも１つの第２の出力への所定の選択的結合に基づいて第２のアレイの少なくとも１つの列に関連する少なくとも１つの第２の出力において少なくとも１つの第２の論理出力信号を提供するように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】超伝導セルアレイ論理回路システムの一例を示す。
【図２】超伝導セルアレイの一例を示す。
【図３】超伝導セルアレイの別の例を示す。
【図４】超伝導セルの例示的な図を示す。
【図５】超伝導セルの別の例示的な図を示す。
【図６】超伝導セルの例を示す。
【図７】超伝導セルのさらに別の例示的な図を示す。
【図８】超伝導セルのさらなる例示的な図を示す。
【図９】超伝導セルアレイ論理回路システムの例示的な図を示す。
【図１０】超伝導セルアレイ論理回路システムの例示的な図を示す。
【図１１】超伝導回路の例示的な図を示す。
【図１２】超伝導回路の別の例示的な図を示す。
【図１３】超伝導回路システムの一例を示す。
【図１４】超伝導セルアレイ論理回路システムを動作するための方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、一般的には、量子および古典的デジタル超伝導回路、特に超伝導セルアレイ論理回路システムに関する。超伝導セルアレイ論理回路システムは、レシプロカル量子論理（ＲＱＬ：ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｌｏｇｉｃ）量子コンピューティング環境などの超伝導環境で論理処理を実行するように実施することができる。従って、超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する論理処理は、単一磁束量子（ＳＦＱ：ｓｉｎｇｌｅ  ｆｌｕｘ  ｑｕａｎｔｕｍ）パルスに関して実行することができる。任意の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを含むことができる。個々の少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの入力は、個々の論理入力信号（複数可）を受け取り、個々の少なくとも１つの列に関連する少なくとも１つの出力は、超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する所定の論理処理に基づく論理出力に対応することができる。本明細書で説明するように、超伝導セルアレイ論理回路システムに関する用語「論理信号」（「論理入力信号」および「論理出力信号」を含む）は、信号の存在を記述する（例えば、論理１信号を示す）か、または信号の不存在を記述する（例えば、論理０信号を示す）。従って、ＲＱＬの状況において、「信号」という用語は、第１の論理状態（例えば、論理１）を示すための少なくとも１つのパルスの存在を記述するか、または第２の論理状態（例えば、論理０）を示すためのＳＦＱパルスの不存在を記述することができる。さらに、ＲＱＬの状況において、少なくとも１つのパルスは、正のパルス（例えば、ＳＦＱパルスまたは磁束量子（ｆｌｕｘｏｎ））に続いて負のパルス（例えば、負のＳＦＱパルスまたは反磁束量子（ａｎｔｉ−ｆｌｕｘｏｎ））に対応することができる。
【０００８】
所定の論理処理は、少なくとも１つの入力を超伝導セルを介して少なくとも１つの出力に選択的に結合することをベースとすることができる。換言すれば、所定の論理処理は、少なくとも１つの入力を超伝導セルに選択的に結合することをベースとすることができ、超伝導セルは各個々の列の少なくとも１つの出力に結合される。本明細書で説明するように、超伝導セルの任意の１つに関する「選択的結合」という用語は、超伝導セルの任意の１つの個々の入力が、超伝導セルの任意の１つの個々の出力と結合されるかまたは分離されるいずれかの状態または、超伝導セルの個々の１つと結合されるかまたは分離されるいずれかの状態を記述する。従って、超伝導セルの任意のアレイに関して、超伝導セルのアレイは、個々の超伝導セルに対するすべての、いくつかの（例えば、適切な一部）、またはゼロの入力が個々の超伝導セルを介して所定の方法で出力（複数可）に結合することができるように、１つまたは複数の出力に選択的に結合される入力を有することができる。従って、選択的結合に基づいて個々の超伝導セル（複数可）を介して個々の出力（複数可）に結合される入力（複数可）は、本明細書では「結合状態」として記述され、従って、個々の結合された超伝導セル（複数可）は、論理入力信号に応答して対応する出力論理信号を提供する。逆に、選択的結合に基づいて個々の超伝導セル（複数可）を介して個々の出力に結合されていない入力（複数可）は、本明細書では「分離状態」または「無結合状態」として記述され、従って、個々の無結合の超伝導セル（複数可）は論理入力信号に応答して対応する出力論理信号を提供しない。
【０００９】
超伝導セルを介する出力（複数可）への入力（複数可）の選択的結合は、超伝導セルアレイ論理回路システムの製造手段に基づいて提供することができるか、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）と同様の方法でフィールドプログラマブルとすることができる。例えば、選択的結合は、個々の超伝導セルに関連する超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ（ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｄｅｖｉｃｅ））に対する入力（複数可）の誘導結合の有無をベースとしてもよく、ＳＱＵＩＤは、出力（複数可）の個々の１つに結合されている。従って、ＳＱＵＩＤに関連する１つまたは複数のジョセフソン接合は、個々の論理入力信号に応答してトリガして、誘導結合に基づく第１の論理状態で個々の出力信号を提供するか、または個々の論理入力信号（複数可）に応答してトリガせず、無誘導結合に基づく第２の論理状態で個々の出力信号を提供する。別の例として、超伝導セルの各々は、少なくとも１つのプログラミング信号に応答して、第１の磁気状態および第２の磁気状態のうちの１つを記憶するように構成されたヒステリシス磁気ジョセフソン接合デバイス（ＨＭＪＪＤ：ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）を含むことができる。従って、ＨＭＪＪＤは、第１の磁気状態において個々の入力（複数可）と出力（複数可）との間の結合を提供することができ、第２の磁気状態において個々の入力（複数可）と出力（複数可）との間の無結合を提供することができる。従って、ＨＭＪＪＤの磁気状態を設定するためのプログラミング信号（複数可）を提供することにより、論理処理を設定するための超伝導セルアレイ論理回路システムのフィールドプログラム可能性を助長することができる。
【００１０】
図１は、超伝導セルアレイ論理回路システム１０の一例を示す図である。超伝導セルアレイ論理回路システム１０は、様々な量子コンピュータシステムおよび／または古典的コンピュータシステムで実施することができる。図１の例では、超伝導セルアレイ論理回路システム１０は、少なくとも１つの論理入力信号ＤＡＴＡＩ対して論理処理を行って少なくとも１つの論理出力信号ＤＡＴＡＯを提供するように構成されている。例えば、超伝導セルアレイ論理回路システム１０は、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩおよび論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡＯが第１の論理状態のＳＦＱパルスの存在と、第２の論理状態のＳＦＱパルスの不存在とに対応することができるように、ＲＱＬ量子コンピューティング環境内で実施することができる。一例として、論理処理は、様々なブール論理関数（例えば、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＮＯＲ、論理ＸＯＲなど）に対応することができる。
【００１１】
超伝導セルアレイ論理回路システム１０は、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列に配置された複数の超伝導セルに対応することができる超伝導セルアレイ１２を含む。論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩの各々は、個々の少なくとも１つの入力に提供され、論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡＯの各々は、個々の少なくとも１つの出力に提供され得、入力の各々は、超伝導セルアレイ１２の任意の行に関連付けることができ、出力の各々は、任意の列に各々関連付けることができる。例えば、超伝導セルアレイ１２内の超伝導セルの各々は、個々の出力に結合されたＳＱＵＩＤ、および少なくとも１つのジョセフソン接合を含むことができる。入力（複数可）の各々は、行（複数可）の各々における個々の超伝導セルに関連する個々のＳＱＵＩＤへの入力（複数可）の結合に基づく等、行（複数可）の各々において超伝導セルアレイ１２の個々の超伝導セルに選択的に結合することができる。従って、超伝導セルアレイ１２の個々の超伝導セルへの任意の入力の結合に応答して、超伝導セルは、論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答して個々の論理出力信号ＤＡＴＡＯを提供することができる。
【００１２】
図１の例では、磁束ポンプ１４、センス増幅器１６、および行ドライバ１８として示される他の回路が、超伝導セルアレイ１２との相互作用をサポートすることができることを理解されたい。超伝導セルアレイ１２への信号および超伝導セルアレイ１２からの信号は、複数の磁束量子を含むことができる。行ドライバ１８は、パルス（例えば、ＳＦＱパルスまたはＲＱＬパルス）によって活性化されるとき、複数の磁束量子パルス（以下「入力パルス」と呼称する）を超伝導セルアレイ１２の行の各超伝導セルに供給する。アクティブな行パルスに起因する、または例えばπ状態でのＨＭＪＪＤの存在に起因する超伝導セルパルスが発生すると、超伝導セルは、超伝導セルアレイ１２の列内のゼロ個以上の超伝導セルを介してセンス増幅器１６の１つに伝送される電圧として現れる多重磁束量子パルスを生成し、センス増幅器１６がその電圧を受信する。センス増幅器（複数可）１６は、多重磁束量子パルスを検出すると、超伝導セルアレイ論理回路システム１０の出力に対応するパルス（例えば、ＳＦＱパルスまたはＲＱＬパルスとして現れる）を生成することができる。
【００１３】
図２は、超伝導セルアレイ５０の一例を示す。超伝導セルアレイ５０は、図１の例の超伝導セルアレイ１２に対応することができる。従って、図２の例の以下の説明において、図１の例を参照する。超伝導セルアレイ５０は、Ｘ、Ｙが各々正の整数であるＸ行およびＹ列のアレイ状に配置された複数の超伝導セル５２を含む。従って、超伝導セル５２は、超伝導セルアレイ５０内の相対位置に対応する「行＿列」の指定でラベル付けされている。図２の例では、信号ＤＡＴＡＩ１〜ＤＡＴＡＩＸとして示された複数の論理入力信号を別個の個々の入力５４に有する超伝導セルアレイ５０が設けられている。同様に、超伝導セルアレイ５０は、別個の個々の出力５６上の信号ＤＡＴＡＯ１〜ＤＡＴＡＯＹとして示される複数の論理出力信号を生成するものとして示される。従って、各入力５４は、超伝導セルアレイ５０の個々の行の超伝導セル５２の各々に関連付けられ、各出力５６は、超伝導セルアレイ５０の個々の列の超伝導セル５２の各々に関連付けられる。
【００１４】
図１の例に戻って参照すると、一例として、行ドライバ１８の専用の行ドライバは、入力パルス（例えば、複数の磁束量子信号）を有する各入力信号（例えば、図２の例ではＤＡＴＡＩ１）を出力する。センス増幅器１６の専用のセンス増幅器は、各出力信号（例えば、図２の例ではＤＡＴＡＯ１）を受信して、超伝導セルアレイ１２のアクティブな超伝導セルによって生成された電圧パルスに応答してパルスを生成する。別の例として、超伝導セルアレイ論理回路システム１０の製造手段に基づいて、超伝導セルアレイ１２の個々の超伝導セルを介した入力（複数可）の出力（複数可）への選択的な結合を提供することができる。一例として、選択的結合は、超伝導セルアレイ１２の任意の１つの超伝導セルに関連する個々のＳＱＵＩＤへの入力（複数可）の任意の１つの誘導結合の有無に基づくものとすることができる。ＳＱＵＩＤは、ＳＱＵＩＤに関連付けられたジョセフソン接合（複数可）が論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩの個々の１つに応答してトリガして、誘導結合に基づく第１の論理状態（例えば論理１）の論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡＯの個々の１つを提供することができるように、出力（複数可）の個々の１つに結合することができる。逆に、ＳＱＵＩＤに関連するジョセフソン接合（複数可）は、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩの個々の１つに応答してトリガせず、超伝導セルアレイ１２の超伝導セルの任意の１つに関連する個々のＳＱＵＩＤへの入力（複数可）の任意の１つの誘導結合の欠如に基づく第２の論理状態（例えば、論理０）の個々の論理出力信号ＤＡＴＡＯを提供する。
【００１５】
別の例として、超伝導セルアレイ１２の個々の超伝導セルを介した入力（複数可）の出力（複数可）への選択的結合は、ＦＰＧＡと同様にフィールドプログラマブルにすることができる。例えば、超伝導セルの各々は、図１の例で点線の入力において設けられた信号（複数可）ＰＲＧとして示される少なくとも１つのプログラミング信号に応答して第１の磁気状態および第２の磁気状態のうちの１つを記憶するように構成されたＨＭＪＪＤを含むことができる。従って、ＨＭＪＪＤは、第１の磁気状態において個々の入力（複数可）と出力（複数可）との間の結合を提供して、ＳＱＵＩＤに関連するジョセフソン接合（複数可）が論理信号（複数可）ＤＡＴＡＩの個々の１つに応答してトリガして、第１の磁気状態に基づく（例えば、ＨＭＪＪＤのπ状態の指向性超電導相に基づく）第１の論理状態（例えば、論理１）で論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡＯの個々の１つを提供することができるようにすることができる。逆に、ＨＭＪＪＤは、第２の磁気状態において個々の入力（複数可）と出力（複数可）との間の無結合を提供して、ＳＱＵＩＤに関連するジョセフソン接合が論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩの個々の１つに応答してトリガせず、第２の磁気状態に基づく（例えば、ＨＭＪＪＤのゼロ状態の超伝導相無しに基づく）第２の論理状態（例えば、論理０）で論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡＯの個々の１つを提供することができるようにする。従って、プログラミング信号（複数可）ＰＲＧは、超伝導セルアレイ１２内の各超伝導セルに関連するＨＭＪＤの磁気状態を選択的に設定して、超伝導セルアレイの超伝導セルへの入力（複数可）の選択的結合を提供することができ、これにより、超伝導セルアレイ論理回路システム１０の論理処理を設定することができる。
【００１６】
図１の例では、超伝導セルアレイ論理回路システム１０は、磁束ポンプ１４およびセンス増幅器１６も含む。磁束ポンプ１４は、超伝導セルアレイ１２の結合された超伝導セルが論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩに応答して論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡＯを供給できるように、セルの列を通過するバイアス電流を生成するように構成することができる。個々の超伝導セルのジョセフソン接合（複数可）は、それらを流れる電流が電流閾値を超えるとトリガする。従って、センス増幅器１６は、論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡＯに対応する出力（複数可）に関連する電圧の増加を検出することができ、従って、出力（複数可）と連結される他の回路構成要素に出力可能なＳＦＱパルスを生成することができる。さらに、別の例として、磁束ポンプ１４はプログラミング信号（複数可）ＰＲＧと関連付けることができ、磁束ポンプ１４は、超伝導セルアレイ１２における個々の超伝導セルのＨＭＪＤに選択的に供給される書込み電流（複数可）を生成して、（例えば、磁場の印加または非印加に基づいて）個々のＨＭＪＪＤの磁気状態を選択的に設定することができる。従って、磁束ポンプ１４は、超伝導セルアレイ１２の超伝導セルへの入力（複数可）の選択的結合を提供すると共に、各列のセルを介してバイアス電流を供給するように実施することができる。
【００１７】
図３は、超伝導セルアレイ１００の簡略化された論理図を提供する。超伝導セルアレイ１００は、図１の例の超伝導セルアレイ１２に対応することができる。従って、図３の例の以下の説明において、図１の例を参照する。超伝導セルアレイ１００は、４行および４列のアレイ状に配置された１６個の超伝導セル１０２を含み、超伝導セル１０２は、超伝導セルアレイ１００内の相対位置に対応する「行＿列」という指定でラベル付けされている。図３の例では、超伝導セルアレイ１００には、信号ＤＡＴＡＩ１〜ＤＡＴＡＩ４として示す４つの論理入力信号が別個の個々の入力１０４に供給される。同様に、超伝導セルアレイ１００は、別個の個々の出力１０６上に信号ＤＡＴＡＯ１〜ＤＡＴＡＯ４として示される４つの論理出力信号を生成するものとして表されている。従って、入力１０４の各々は、超伝導セルアレイ１００の個々の行の超伝導セル１０２の各々に関連付けられ、出力１０６の各々は、超伝導セルアレイ１００の個々の列の超伝導セル１０２の各々に関連付けられる。
【００１８】
図３の例では、入力１０４の各々は、スイッチ１０８を介して４つの行の個々の１つに対応する４つの超伝導セル１０２の組に選択的に結合されるものとして表されている。図３の例におけるスイッチ１０８の実証は、入力１０４の個々の超伝導セル１０２への選択的結合を実証することを意図している。従って、入力１０４の超伝導セル１０２への結合はスイッチを介することができるが、超伝導セルアレイ１００は、選択結合を示すためにスイッチ１０８を使用することに限定されるものではなく、スイッチ１０８が実際のスイッチに対応していなくてもよい。
【００１９】
第１の例として、超伝導セル１０２を介した入力１０４の出力１０６への選択的結合は、超伝導セル１００を実装する超伝導セルアレイ論理回路システムの製造手段に基づいて行うことができる。例えば、入力１０４の出力１０６への選択的結合は、個々の超伝導セル１０２に関連するＳＱＵＩＤへの入力１０４の誘導結合の有無に基づくものとすることができ、ＳＱＵＩＤは、出力１０６の個々の１つに結合される。従って、ＳＱＵＩＤに関連する１つまたは複数のジョセフソン接合は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１〜ＤＡＴＡＩ４の個々の１つに応答してトリガして、誘導結合に基づいて１つまたは複数の個々の出力信号ＤＡＴＡＯ１〜ＤＡＴＡＯ４を提供するか、または個々の論理入力信号（複数可）に応答してトリガせず、誘導結合が無いことに基づいて個々の出力信号を提供しない。
【００２０】
図４は、超伝導セル１５２の例示的な図１５０を示す。超伝導セル１５２は、図２および図３の個々の例における超伝導セル５２または１０２の１つに対応することができ、従って、図１の例の超伝導セルアレイ１２に実装することができる。従って、図４の実施形態の以下の説明において、図１〜図３の例を参照する。
【００２１】
超伝導セル１５２は、図４の例では、第１の論理図１５４および第２の概略図１５６で示されている。第１の論理図１５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩが供給される個別の入力１５８に結合されているものとして超伝導セル１５２を示すブロック図に対応する。図４の例では、第１の論理図１５４は、入力１５８と超伝導セル１５２との間の閉回路を示し、閉回路は、入力１５８と超伝導セル１５２との間の等価な結合を示し、論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答して超伝導セル１５２が結合される個別の出力１６０上に論理出力信号ＤＡＴＡＯが生成される。従って、第１の論理図１５４は、図３の例の超伝導セルアレイ１００において閉じているスイッチ１０８のうちの１つと等価である。
【００２２】
第２の概略図１５６は、超伝導セル１５２の等価回路を示す。超伝導セル１５２は、出力１６０が結合される、第１のジョセフソン接合ＪＪ１および第２のジョセフソン接合ＪＪ２を含むループによって形成されたＳＱＵＩＤ１６２を含み、論理出力信号ＤＡＴＡＯがＳＱＵＩＤ１６２を通過する。図４の例では、入力１５８は超伝導セル１５２を通過し、かつ変圧器Ｔ１を介してＳＱＵＩＤ１６２に誘導結合される。従って、変圧器Ｔ１を介したＳＱＵＩＤ１６２への入力１５８の誘導結合は、入力１５８の出力１６０への結合を提供する。図４の例では、論理入力信号ＤＡＴＡＩを入力１５８に供給することができ、（例えば、磁束ポンプ１４を介して生成される）バイアス電流を出力１６０に供給することができる。従って、バイアス電流は、第１および第２のジョセフソン接合ＪＪ１およびＪＪ２のうちの少なくとも１つのトリガ閾値を低下させることができる。
【００２３】
論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答して、変圧器Ｔ１の一次巻線を介して供給される論理入力信号ＤＡＴＡＩに基づいて変圧器Ｔ１の二次巻線に供給されるように、電流が変圧器Ｔ１を介してＳＱＵＩＤ１６２に誘導される。従って、ＳＱＵＩＤ１６２に誘導される電流は、ジョセフソン接合ＪＪ１およびＪＪ２を（例えば、順次）トリガして、出力１６０を電圧状態に設定し、出力１６０の電圧を増加させるのに十分であり得る。一例として、出力１６０の電圧の増加は、センス増幅器（例えば、図１の例におけるセンス増幅器１６）によって検出することができる。一例として、関連するセンス増幅器は、出力１６０上の電圧状態を検出することに応答してＳＦＱパルスを生成するように構成することができる。従って、図４の例では、超伝導セル１５２は、論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答してパルスとして論理出力信号ＤＡＴＡＯを生成し、それにより、論理出力信号ＤＡＴＡＯを第１の論理状態（例えば、論理１）で提供する。
【００２４】
図５は、超伝導セル２０２の例示的な図２００を示す。超伝導セル２０２は、図２および図３の個々の例における超伝導セル５２または１０２の１つに対応することができ、従って、図１の例の超伝導セルアレイ１２に実装することができる。従って、図５の実施形態の以下の説明において、図１〜図３の実施形態を参照する。
【００２５】
超伝導セル２０２は、図５の例では、第１の論理図２０４および第２の概略図２０６で表されている。第１の論理図２０４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩが供給される個々の入力２０８に超伝導セル２０２が結合されていないことを表すブロック図に対応する。図５の例では、第１の論理図２０４は、入力２０８と超伝導セル２０２との間の開放回路を表し、開放回路は、入力２０８と超伝導セル２０２との間の無結合を示し、論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答して超伝導セル２０２が結合される個々の出力２１０に論理出力信号ＤＡＴＡＯが生成されない。従って、第１の論理図２０４は、図３の例の超伝導セルアレイ１００の論理図で開放されているスイッチ１０８の１つに等価である。
【００２６】
第２の概略図２０６は、超伝導セル２０２の等価回路を示す。超伝導セル２０２は、出力２１０が結合される、第１のジョセフソン接合ＪＪ３および第２のジョセフソン接合ＪＪ４を含むループによって形成されるＳＱＵＩＤ２１２を含み、論理出力信号ＤＡＴＡＯがＳＱＵＩＤ２１２を通過する。図５の例では、入力２０８は超伝導セル２０２を通過する。しかしながら、図４の例における超伝導セル１５２とは異なり、変圧器がないことに基づいて超伝導セル２０２の入力２０８とＳＱＵＩＤ２１２との間の誘導結合は存在しない。従って、入力２０８のＳＱＵＩＤ２１２への誘導結合の欠如は、入力２０８の出力２１０への結合の欠如をもたらす。図４の例で説明したのと同様に、論理入力信号ＤＡＴＡＩを入力２０８に供給することができ、（例えば、磁束ポンプ１４を介して生成される）バイアス電流を各列の超伝導セルに供給することができる。しかしながら、入力２０８と出力２１０との結合の欠如に基づいて、ジョセフソン接合ＪＪ３およびＪＪ４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答してトリガしない。換言すれば、入力２０８の出力２１０への結合の欠如に基づいて、ジョセフソン接合ＪＪ３およびＪＪ４の閾値電流は、論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答して得られない。従って、出力２１０は電圧状態に入らず、ＳＦＱパルスは出力２１０に（例えば、センス増幅器１６を介して）生成されない。従って、論理出力信号ＤＡＴＡＯは、第２の論理状態（例えば、論理０）で供給される。
【００２７】
図６は、超伝導セル２５０の一例を示す。超伝導セル２５２は、図２および図３の個々の例における超伝導セル５２または１０２の１つに対応することができ、従って、図１の例の超伝導セルアレイ１２に実装することができる。従って、図６の実施形態の以下の説明において、図１〜図３の実施形態を参照する。本明細書でより詳細に説明するように、超伝導セル２５０の動作は、選択的結合に関してメモリセルに実質的に類似しており、超伝導セルアレイ（例えば、超伝導セルアレイ１２）をプログラムして、メモリアレイにデータを書き込むのと同様の方法で選択的結合を提供して、各超伝導セルを超伝導セルアレイ論理回路システム１０の所望の論理機能を提供するように構成することができる。
【００２８】
超伝導セル２５０は、行プログラミング入力２５２および入力２５４を含み、各々の入力が超伝導セル２５０を通過する。行プログラミング入力２５２は、プログラミング動作中に行プログラミング電流ＰＲＧＲを導通し、入力２５４は、以前に説明したのと同様の論理入力信号ＤＡＴＡＩを受け取る。一例として、行プログラミング電流ＰＲＧＲは、論理入力信号ＤＡＴＡＩと同様に、超伝導セルアレイ（例えば、超伝導セルアレイ１２）の任意の行のすべての超伝導セルに関連付けることができる。同様に、超伝導セル２５０は、列プログラミング入力２５６および出力２５８を含み、各々の入力および出力が超伝導セル２５０を通過する。列プログラミング入力２５６は、プログラミング動作中に列プログラミング電流ＰＲＧＣを導通し、出力２５８は、以前に説明したのと同様の論理出力信号ＤＡＴＡＯを提供する。一例として、列プログラミング電流ＰＲＧＣは、論理出力信号ＤＡＴＡＯと同様に、超伝導セルアレイ（例えば、超伝導セルアレイ１２）の任意の列内の全ての超伝導セルに関連付けることができる。
【００２９】
超伝導セル２５０は、出力２５８が結合される、第１のジョセフソン接合ＪＪ５および第２のジョセフソン接合ＪＪ６を含むループによって形成されるＳＱＵＩＤ２６０を含み、論理出力信号ＤＡＴＡＯがＳＱＵＩＤ２６０を通過する。図６の例では、入力２５４は超伝導セル２５０を通過し、変圧器Ｔ２を介してＳＱＵＩＤ２６０に誘導結合される。超伝導セル２５０は、第１の論理状態または第２の論理状態に各々対応する第１の磁気状態または第２の磁気状態のいずれかを有することができるＨＭＪＪＤ２６４（例えば、位相ヒステリシス磁気ジョセフソン接合）をさらに含む。一例として、ＨＭＪＪＤ２６４は、スイッチ可能なπ接合として構成される関連する障壁内における強磁性材料を含むことができる。ＨＭＪＪＤ２６４は、ニオブ（Ｎｂ）などの超伝導材料の外層と、強磁性材料の１つまたは複数の内部薄膜層とを含むことができる。一例として、強磁性材料の薄膜層は、実質的に固定された磁場を有する１つまたは複数の「硬質」強磁性層と、直交電流（例えば、プログラミング電流ＰＲＧＲ、ＰＲＧＣ）によって局所的に生成される磁場によって変化することができる１つまたは複数の「軟質」強磁性層とを含むことができる。さらに、ＨＭＪＪＤ２６４は、超伝導層および／または強磁性層が交互配置された酸化物層のような１つまたは複数の追加の層を含むことができる。
【００３０】
図６の例では、行プログラミング入力２５２および列プログラミング入力２５６は、ＨＭＪＪＤ２６４に磁気的に結合されているものとして表されている。一例として、ＨＭＪＪＤ２６４は２つ以上の異なる強磁性層を含むことができ、強磁性層の１つにおける磁場の向きは実質的に固定されている。他の１つまたは複数の強磁性層の磁場の向きは、行プログラミング電流ＰＲＧＲおよび列プログラミング電流ＰＲＧＣによって局所的に生成される磁場によって変更することができる。
【００３１】
従って、ＨＭＪＪＤ２６４の構成に基づいて、行プログラミング電流ＰＲＧＲおよび列プログラミング電流ＰＲＧＣは、ＨＭＪＪＤ２６４の磁気状態を設定するための磁界を生成することができる。行プログラミング電流ＰＲＧＲおよび列プログラミング電流ＰＲＧＣは、最初に自由磁性層を不安定化するために共に機能し、次にＨＭＪＪＤ２６４の磁気状態を第１の磁気状態または第２の磁気状態に各々対応させるように設定することができる。
【００３２】
入力２５４のＳＱＵＩＤ２６０への選択的結合、ひいては出力２５８への選択的結合は、ＨＭＪＪＤ２６４の磁気状態に基づくものとすることができる。例えば、論理入力信号ＤＡＴＡＩを入力２５４に供給することができ、（例えば、磁束ポンプ１４を介して生成される）バイアス電流を出力２５８に提供することができる。バイアス電流は、第１および第２のジョセフソン接合ＪＪ５およびＪＪ６の少なくとも１つのトリガ閾値を低下させることができる。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩは、ＨＭＪＪＤ２６４およびジョセフソン接合ＪＪ５およびＪＪ６に誘導的に供給されることができる。変圧器Ｔ２を介して論理入力信号ＤＡＴＡＩによって誘導される電流は、出力２５８に供給されるバイアス電流に加えられる。ＨＭＪＪＤ２６４の磁気状態は、ＨＭＪＪＤ２６４によって提供され得る超伝導相に基づいてジョセフソン接合ＪＪ５およびＪＪ６をトリガするのに必要な臨界電流を決定することができる。本明細書で説明するように、用語「超伝導相」は、π状態にあるＨＭＪＪＤ２６４に応答して、ＨＭＪＪＤ２６４およびジョセフソン接合２５４および２５６を通るループ内を循環する自発的超電流に対応する。例として、ＨＭＪＪＤ２６４は、入力２５４の出力２５８への無結合に関連するゼロ状態に対応する第１の磁気状態、または入力２５４の出力２５８への結合に関連するπ状態に対応する第２の磁気状態を有することができる。
【００３３】
図７は、超伝導セル２５０のさらに別の例示的な図３００を示す。超伝導セル２５０は、図７の例では、第１の論理図３０２および第２の概略図３０４で表されている。第１の論理図３０２は、論理入力信号ＤＡＴＡＩが供給される入力２５４に結合されている超伝導セル２５０を表すブロック図に対応している。図７の例では、第１の論理図３０２は、入力２５４と超伝導セル２５０との間の閉回路を示し、閉回路は、入力２５４と超伝導セル２５０との間の等価な結合を示し、論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答して超伝導セル２５０が結合される出力２５８上に論理出力信号ＤＡＴＡＯが生成される。従って、第１の論理図３０２は、図３の例の超伝導セルアレイ１００において閉じているスイッチ１０８の１つと等価である。
【００３４】
等価回路の第２の概略図３０４において、入力２５４の超伝導セル２５０への結合は、プログラミング信号ＰＲＧＲおよびＰＲＧＣ（図７の例では図示せず）を介して超伝導セル２５０をプログラミングしてＨＭＪＪＤ２６４をπ状態に対応する第１の磁気状態に切り替えることに基づいて達成することができる。図７の例では、ＨＭＪＪＤ２６４は、図３００のＨＭＪＪＤ２６４の超伝導相に対応する相電流Ｉπを供給する。従って、π状態において、ＨＭＪＪＤ２６４は、実質的に最大のジョセフソンエネルギーを有し、かつ誘導された論理入力信号ＤＡＴＡＩおよびバイアス電流の大きさに（等価相電流Ｉπとして）付加された超伝導相を出力２５８に供給するＨＭＪＪＤ２６４に基づいて入力２５４を出力２５８に結合させる。従って、超伝導相、誘導された論理入力信号ＤＡＴＡＩ、およびバイアス電流の寄与は、ジョセフソン接合ＪＪ５およびＪＪ６をトリガして、出力２５８を電圧状態に設定し、よって、出力２５８の電圧を増加させるのに十分である。一例として、出力２５８の電圧の増加は、センス増幅器（例えば、図１の例のセンス増幅器１６）によって検出することができる。例えば、関連するセンス増幅器は、出力２５８上の電圧状態を検出することに応答してＳＦＱパルスを生成するように構成することができる。従って、ＨＭＪＪＤ２６４がπ状態にあるとき、超伝導セル２５０は、論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答して論理出力信号ＤＡＴＡＯをパルスとして生成することができ、従って、第１の論理状態（例えば、論理１）の論理出力信号ＤＡＴＡＯが提供される。
【００３５】
図８は、超伝導セル２５０の例示的な図３５０を示す。超伝導セル２５０は、図８の例では、第１の論理図３５２および第２の概略図３５４で表される。第１の論理図３５２は、論理入力信号ＤＡＴＡＩが供給される入力２５４に結合されている超伝導セル２５０を表すブロック図に対応している。図８の例では、第１の論理図３５２は、入力２５４と超伝導セル２５０との間の開回路を示し、開回路は、入力２５４と超伝導セル２５０との間の結合の欠如を示す。従って、第１の論理図３５２は、図３の例の超伝導セルアレイ１００において開放されているスイッチ１０８の１つと等価である。
【００３６】
第２の概略図３５４において、入力２５４の超伝導セル２５０への無結合は、プログラミング信号ＰＲＧＲおよびＰＲＧＣ（図８の例では図示せず）を介して超伝導セル２５０をプログラミングしてＨＭＪＪＤ２６４をゼロ状態に対応する第２の磁気状態に切り替えることに基づいて達成することができる。図８の例では、ＨＭＪＪＤ２６４は、超伝導相を提供しない実質的に最小のジョセフソンエネルギー基底状態にあり、従って、等価相電流Ｉπは存在しない。従って、出力２５８上の誘導された論理入力信号ＤＡＴＡＩおよびバイアス電流の加算された大きさは、ジョセフソン接合ＪＪ５およびＪＪ６をトリガするには不十分である。換言すれば、ゼロ状態のＨＭＪＪＤ２６４によって提供される超伝導相の欠如に基づいて、誘導された論理入力信号ＤＡＴＡＩに応答して、ジョセフソン接合ＪＪ５およびＪＪ６の閾値電流は達成されない。従って、出力２５８は電圧状態には入らず、出力２５８にはパルスは生成されない（例えば、センス増幅器１６を介して何ら生成されない）。よって、論理出力信号ＤＡＴＡＯは、第２の論理状態（例えば、論理０）で供給される。
【００３７】
従って、図４〜図８は、個々の超伝導セルを介して任意の１つの入力を個々の出力に結合および無結合とする例を提供する。図４の例では、超伝導セル１５２の製造における入力１５８とＳＱＵＩＤ１６２との間の誘導結合を提供するための変圧器Ｔ１の存在に基づいて結合を達成することができる。図５の例では、超伝導セル２５２の製造において入力２０８とＳＱＵＩＤ２１２との間の誘導結合を提供しないための変圧器の欠如に基づいて無結合を達成することができる。従って、図４および図５の例は、セルアレイ論理回路システム１０の製造中に実質的に同一の超伝導セルのアレイに変圧器を選択的に含めることに基づいて、簡単かつ効率的な方法で超伝導セルアレイ１２における選択的結合を提供する。代替的に、超伝導セルアレイ１２内の超伝導セルの各々は、図６〜図８の例における超伝導セル２５０と実質的に同一に構成することができる。その結果、選択的結合は、図７の例で提供されるように接続を提供し、図８の例で提供されるように非接続を提供するためのＦＰＧＡと同様にプログラミング信号ＰＲＧに基づいて超伝導セルアレイ論理回路システム１０を製造した後に提供することができる。従って、超伝導セルアレイ論理回路システム１０の論理処理は、様々な方法で提供することができる。
【００３８】
図９は、超伝導セルアレイ論理回路システム４０２の例示的な図４００を示す。超伝導セルアレイ論理回路システム４０２は、図１の例の超伝導セルアレイ１２に対応することができる。従って、図９の例の以下の説明において、図１の例を参照する。
【００３９】
超伝導セルアレイ論理回路システム４０２は、４行および４列のアレイに配置された１６個の超伝導セル４０４を含み、超伝導セル４０４は、超伝導セルアレイ論理回路システム４０２における相対位置に対応する「行＿列」の指定でラベル付けされている。図９の例では、超伝導セルアレイ論理回路システム４０２では、信号ＤＡＴＡＩ１〜ＤＡＴＡＩ４として表されている４つの論理入力信号が別個の個々の入力４０６に供給される。同様に、超伝導セルアレイ論理回路システム４０２は、別々の個々の出力４０８上に信号ＤＡＴＡＯ１〜ＤＡＴＡＯ４として表される４つの論理出力信号を生成するものとして表されている。従って、入力４０６の各々は、超伝導セルアレイ論理回路システム４０２の個々の行の超伝導セル４０４の各々に関連付けられ、出力４０８の各々は、超伝導セルアレイ論理回路システム４０２の個々の列の超伝導セル４０４の各々に関連付けられる。
【００４０】
図９の例では、入力４０６の各々は、４つの行の個々の１つに対応する４つの超伝導セル４０４の組に選択的に結合されるものとして表されている。一例として、選択的結合は、図４および図５の例に示すように、超伝導セルアレイ論理回路システム４０２の製造時の選択的誘導結合に基づくことができる。別の例として、選択的結合は、図６〜８の例に示すように、超伝導セル４０４の各々に関連するＨＭＪＤの磁気状態を設定するために提供されるプログラミング信号（図９の例では図示せず）に基づくものとすることができる。さらに別の例として、選択的結合は、誘導結合と、１つまたは複数の超伝導セル４０４に関連するＨＭＪＤの磁気状態との組み合わせに基づくものとすることができる。
【００４１】
図９の例では、論理出力信号ＤＡＴＡＯ１に関連する第１の出力４０８に対応する第１の列の超伝導セル４０４はすべて、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ２、ＤＡＴＡＩ３、およびＤＡＴＡＩ４に対応する個々の入力４０６に結合されている。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ２、ＤＡＴＡＩ３、およびＤＡＴＡＩ４のいずれかを介して提供される、論理ハイの２値状態を示すような入力パルスに応答して、論理出力信号ＤＡＴＡＯ１は論理ハイの２値状態で提供される（例えば、個々の出力４０８上の増加した電圧によりセンス増幅器１６を介してＳＦＱパルスが生じる）。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ２、ＤＡＴＡＩ３、およびＤＡＴＡＩ４に対応する個々の入力４０６の、第１の論理出力信号ＤＡＴＡＯ１に関連する出力４０８への結合は、４１０で示される、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ２、ＤＡＴＡＩ３、およびＤＡＴＡＩ４の論理ＯＲ演算に相当する。
【００４２】
同様に、論理出力信号ＤＡＴＡＯ２に関連する第２の出力４０８に対応する第２の列の超伝導セル１＿２、超伝導セル２＿２、および超伝導セル３＿２として示された超伝導セル４０４の一部は、個々の論理入力信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ２、ＤＡＴＡＩ３に対応する個々の入力４０６に結合される。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ２、およびＤＡＴＡＩ３のいずれかを介して提供される、論理ハイの２値状態を示すような入力パルスに応答して、論理出力信号ＤＡＴＡＯ２は、論理ハイの２値状態で提供される（例えば、個々の出力４０８上の電圧が増加によりセンス増幅器１６を介してＳＦＱパルスが生じる）。よって、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ２、およびＤＡＴＡＩ３に対応する個々の入力４０６の、第２の論理出力信号ＤＡＴＡＯ２に関連する出力４０８への結合は、４１２で示される、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ２、ＤＡＴＡＩ３の論理ＯＲ演算に相当する。
【００４３】
同様に、論理出力信号ＤＡＴＡＯ３に関連する第３の出力４０８に対応する第３の列の超伝導セル１＿３および超伝導セル２＿３として示された一対の超伝導セル４０４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４０６に結合される。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１またはＤＡＴＡＩ２のいずれかを介して供給される、論理ハイの２値状態を示すような入力パルスに応答して、論理出力信号ＤＡＴＡＯ３は論理ハイの２値状態で提供される（例えば、個々の出力４０８上の増加した電圧によりセンス増幅器１６を介してＳＦＱパルスが生じる）。よって、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４０６の、第３の論理出力信号ＤＡＴＡＯ３に関連する出力４０８への結合は、４１４で示される、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２の論理ＯＲ演算に相当する。
【００４４】
同様に、論理出力信号ＤＡＴＡＯ４に関連する第４の出力４０８に対応する第４の列の超伝導セル１＿４として示された１つの超伝導セル４０４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１に対応する個々の入力４０６に結合される。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１を介して提供される、論理ハイの２値状態を示すような入力パルスに応答して、論理出力信号ＤＡＴＡＯ４は論理ハイの２値状態で提供される（例えば、個々の出力４０８上の増加した電圧によりセンス増幅器１６を介してＳＦＱパルスが生じる）。よって、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１に対応する個々の入力４０６の、第４の論理出力信号ＤＡＴＡＯ４に関連する出力４０８への結合は、４１６で示される、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１のバッファ動作に相当する。
【００４５】
図１０は、超伝導セルアレイ論理回路システム４５２の例示的な図４５０を示す。超伝導セルアレイ論理回路システム４５２は、図１の例の超伝導セルアレイ１２に対応することができる。従って、図１０の例の以下の説明において、図１の例を参照する。
【００４６】
超伝導セルアレイ論理回路システム４５２は、４行および４列のアレイに配置された１６個の超伝導セル４５４を含み、超伝導セル４５４は、超伝導セルアレイ論理回路システム４５２内の相対位置に対応する「行＿列」の指定でラベル付けされている。図１０の例では、超伝導セルアレイ論理回路システム４５２には、信号ＤＡＴＡＩ１、ＤＡＴＡＩ１’、ＤＡＴＡＩ２、およびＤＡＴＡＩ２’として示される４つの論理入力信号が別々の個々の入力４５６に供給される。図１０の例では、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２’は、個々のインバータ４５８および４６０に基づいて論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２の反転バージョンとして生成される。同様に、超伝導セルアレイ論理回路システム４５２は、別々の個々の出力４６２上の信号ＤＡＴＡＯ１〜ＤＡＴＡＯ４として示される４つの論理出力信号を生成するものとして示される。よって、入力４５６の各々は、超伝導セルアレイ論理回路システム４５２の個々の行の超伝導セル４５４の各々に関連付けられ、出力４６２の各々は、超伝導セルアレイ論理回路システム４５２の個々の列の超伝導セル４５４の各々に関連付けられる。
【００４７】
図１０の例では、各入力４５６は、４つの行の各々に対応する４つの超伝導セル４５４の組に選択的に結合されるものとして示されている。一例として、選択的結合は、図４および図５の例に示すように、超伝導セルアレイ論理回路システム４５２の製造時の選択的誘導結合に基づくことができる。別の例として、選択的結合は、図６〜８の例に示すように、超伝導セル４５４の各々に関連するＨＭＪＤの磁気状態を設定するために提供されるプログラミング信号（図１０の例では示されていない）に基づくことができる。さらに別の例として、選択的結合は、１つまたは複数の超伝導セル４５４に関連する誘導結合およびＨＭＪＤの磁気状態の組み合わせに基づくことができる。
【００４８】
図１０の例では、各列の２つの超伝導セル４５４が個々の入力４５６に結合されている。さらに、出力４６２の各々は、論理出力信号ＤＡＴＡＯ１〜ＤＡＴＡＯ４が個々の出力４６２に提供される論理状態と反対の論理状態に対応するように、インバータ４６４に供給される。
【００４９】
一例として、論理出力信号ＤＡＴＡＯ１に関連する超伝導セル１＿１および超伝導セル３＿１として示された第１および第３の超伝導セル４５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４５６に結合される。逆に、論理出力信号ＤＡＴＡＯ１に関連する超伝導セル２＿１および超伝導セル４＿１として示された第２および第４の超伝導セル４５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２’に対応する個々の入力４５６に結合されない。よって、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２を介して提供される、論理ハイの２値状態を示すような入力パルスに応答して、かつ論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２’の各々における論理ハイの２値状態を示す入力パルスに応答して、論理出力信号ＤＡＴＡＯ１は、論理ハイの２値状態で提供される（例えば、個々の出力４６２の増加した電圧によりセンス増幅器１６を介してＳＦＱパルスが生じる）。よって、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４５６の、第１の論理出力信号ＤＡＴＡＯ１に関連する出力４６２への結合は、４６６で示される、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２’の論理ＡＮＤ演算に相当する。
【００５０】
別の例として、論理出力信号ＤＡＴＡＯ２に関連する超伝導セル２＿２および超伝導セル４＿２として示される第２および第４の超伝導セル４５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２’に対応する個々の入力４５６に結合される。逆に、論理出力信号ＤＡＴＡＯ２に関連する超伝導セル１＿２および超伝導セル３＿２として示された第１および第３の超伝導セル４５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４５６に結合されない。よって、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２を介して供給される入力パルスに応答して、論理出力信号ＤＡＴＡＯ２は論理ハイの２値状態で提供される。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２’に対応する個々の入力４５６の、第２の論理出力信号ＤＡＴＡＯ２に関連する出力４６２への結合は、４６８で示される、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２の論理ＡＮＤ演算に相当する。
【００５１】
別の例として、論理出力信号ＤＡＴＡＯ３に関連する超伝導セル２＿３および超伝導セル３＿３として示される第２および第３の超伝導セル４５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４５６に結合される。逆に、論理出力信号ＤＡＴＡＯ３に関連する超伝導セル１＿３および超伝導セル４＿３として示される第１および第４の超伝導セル４５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２’に対応する個々の入力４５６に結合されない。よって、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１およびＤＡＴＡＩ２’を介して供給される入力パルスに応答して、論理出力信号ＤＡＴＡＯ３が論理ハイの２値状態で供給される。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４５６の、第３の論理出力信号ＤＡＴＡＯ３に関連する出力４６２への結合は、４７０で示される、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２の論理ＡＮＤ演算に相当する。
【００５２】
一例として、論理出力信号ＤＡＴＡＯ４に関連する超伝導セル１＿４及び超伝導セル４＿４として示される第１及び第４の超伝導セル４５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１及びＤＡＴＡＩ２’に対応する個々の入力４５６に結合される。逆に、論理出力信号ＤＡＴＡＯ４に関連する超伝導セル２＿４および超伝導セル３＿４として示される第２および第３の超伝導セル４５４は、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４５６に結合されない。よって、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２を介して供給される入力パルスに応答して、論理出力信号ＤＡＴＡＯ４は、論理ハイの２値状態で提供される（例えば、個々の出力４６２の増加した電圧によりセンス増幅器１６を介してＳＦＱパルスが生じる）。従って、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２に対応する個々の入力４５６の、第４の論理出力信号ＤＡＴＡＯ４に関連する出力４６２への結合は、４７２で示される、論理入力信号ＤＡＴＡＩ１’およびＤＡＴＡＩ２の論理ＡＮＤ演算に相当する。
【００５３】
図１１は、超伝導回路５００の一例を示す。超伝導回路５００は、Ｎが正の整数である複数のＮ個の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２を含むことができる。超伝導セルアレイ論理回路システム５０２の各々は、図１の例における超伝導セルアレイ論理回路システム１０と実質的に同様に構成することができ、従って、１組の入力に選択的に結合されて、１つまたは複数の出力において所定の論理処理を提供する超伝導セルのアレイを含むことができる。
【００５４】
図１１の例では、１つまたは複数の論理入力信号ＤＡＴＡＩが超伝導セルアレイ論理回路１として示される第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２に供給される。第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２は、論理入力信号ＤＡＴＡＩに所定の論理処理を実施して論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡ１として示される１つまたは複数の論理出力信号を提供することができる。論理出力信号ＤＡＴＡ１は、次に、複数のＲＱＬグルー論理回路５０４のうちの第１のものに供給される。ＲＱＬグルー論理回路５０４は、超伝導セルアレイ論理回路システム５０２を相互接続し、１つの超伝導セルアレイ論理回路システム５０２に関連する出力が、ＲＱＬグルー論理回路５０４の任意の１つを介して次のシーケンシャルな超伝導セルアレイ論理回路システム５０２の入力を形成する。従って、ＲＱＬグルー論理回路５０４は、図１１の例では信号ＣＬＫＲＱＬとして示されるＲＱＬクロック信号（例えば、直交クロック信号）に基づいて、超伝導セルアレイ論理回路システム５０２の１つからの論理出力信号ＤＡＴＡを、次のシーケンシャルな１つの超伝導セルアレイ論理回路システム５０２の論理入力信号ＤＡＴＡに位相整合するように構成することができる。よって、第１のＲＱＬグルー論理回路５０４は、ＲＱＬクロック信号ＣＬＫＲＱＬに基づいて、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２から出力された論理出力信号ＤＡＴＡ１を超伝導セルアレイ論理回路２として示される第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２に供給される論理入力信号ＤＡＴＡ１と位相整合させるように構成される。
【００５５】
従って、超伝導セルアレイ論理回路システム５０２の各々は、論理データ信号ＤＡＴＡに対して連続的な論理処理を提供することができ、ＲＱＬグルー論理回路５０４の各々は、論理出力信号ＤＡＴＡの次の超伝導セルアレイ論理回路システム５０４の論理入力信号ＤＡＴＡとの位相整合を連続して供給する。図１１の例では、最後のＲＱＬグルー論理回路５０４は、ＲＱＬクロック信号ＣＬＫＲＱＬに基づいて、最後から２番目の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２から出力された論理出力信号ＤＡＴＡＮ−１の超伝導セルアレイ論理回路Ｎとして示される最後の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２に提供される論理入力信号ＤＡＴＡＮ−１への位相整合を提供する。よって、最後の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２は、超伝導回路５００の出力に対応する論理出力信号ＤＡＴＡＯを提供するように構成される。従って、複数の超伝導セルアレイ論理回路システム５０２を実施して、より複雑な超伝導論理回路を提供することができる。
【００５６】
図１２は、超伝導回路５５０の別の例を示している。超伝導回路５５０は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６、および第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８として示される４つの超伝導セルアレイ論理回路システムを含む。超伝導セルアレイ論理回路システム５５２，５５４，５５６、および５５８の各々は、図１の例の超伝導セルアレイ論理回路システム１０と実質的に同様に構成することができ、従って、一組の入力に選択的に結合されて、１つまたは複数の出力において所定の論理処理を提供する超伝導セルのアレイを含むことができる。超伝導回路５５０は、図１１の例のＲＱＬグルー論理回路５０４などのＲＱＬグルー論理回路を含まないが、超伝導回路５５０は、超伝導セルアレイ論理回路システム５５２，５５４，５５６、および５５８の個々の間でＲＱＬクロックによって連続して制御されるＲＱＬグルー論理回路を含むことができることを理解されたい。
【００５７】
図１２の例では、超伝導セルアレイ論理回路システム５５２，５５４，５５６、および５５８の各々は、図６〜図８の例における超伝導セル２５０と実質的に同一に構成された超伝導セルのアレイを含むことができる。よって、超伝導セルアレイ論理回路システム５５２，５４４，５５６、および５５８における各超伝導セルは、ＨＭＪＪＤを含み、ＨＭＪＪＤは、プログラミング信号に応答して、個々のＨＭＪＪＤの磁気状態を設定して、個々の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２，５５４，５５６、および５５８の入力の、超伝導セルアレイ論理回路システム５５２，５５４，５５６、および５５８の出力への選択的結合を提供する。従って、超伝導回路５５０は、ＦＰＧＡと同様にフィールドプログラマブルであり、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩに対する所定のシーケンスの論理処理を提供して論理出力信号ＤＡＴＡＯを提供することができる。
【００５８】
図１２の例では、１つまたは複数の論理入力信号ＤＡＴＡＩが、超伝導セルアレイ論理回路１として示される第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２に供給される。第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２は、論理入力信号ＤＡＴＡＩに所定の論理処理を実施して、論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡ１として示される１つまたは複数の論理出力信号を提供する。所定の論理処理は、第１の組のプログラミング信号ＰＲＧ１４および第２の組のプログラミング信号ＰＲＧ１２に基づく入力の出力への選択的結合に基づくものとすることができる。一例として、第１の組のプログラミング信号ＰＲＧ１４は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２における超伝導セルの行に関連付けることができ、第２の組のプログラミング信号ＰＲＧ１２は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２における超伝導セルの列に関連付けることができる。例えば、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２の超伝導セルの個々のＨＭＪＪＤの任意の磁気状態は、同時に提供されるプログラミング信号（複数可）ＰＲＧ１４の１つとプログラミング信号（複数可）ＰＲＧ１２の１つの直交交差に基づいて設定することができるｓ）。第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２は、所定の論理処理に基づく論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩに応答して論理出力信号ＤＡＴＡ１を提供することができる。
【００５９】
論理入力信号ＤＡＴＡ１は、超伝導セルアレイ論理回路２として示される第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４に供給される。第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４は、論理入力信号ＤＡＴＡ１に所定の論理処理を実施して、論理出力信号ＤＡＴＡ２として示される１つまたは複数の論理出力信号を提供することができる。図１２の例では、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡ１は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２からの列出力（複数可）として提供されることに基づいて、列入力（複数可）として提供される。第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２に対して行と列が２次元で逆転できるように構成することができる。さらに、所定の論理処理は、一組のプログラミング信号ＰＲＧ２３および一組のプログラミング信号ＰＲＧ１２に基づく入力の出力への選択的結合に基づくものとすることができる。一例として、一組のプログラミング信号ＰＲＧ２３は、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４における超伝導セルの行に関連付けることができ、一組のプログラミング信号ＰＲＧ１２は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２に供給されるのと同様に、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４における超伝導セルの列に関連付けることができる。従って、一組のプログラミング信号（複数可）ＰＲＧ１２は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２および第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４の両方に関連付けることができる。例えば、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４の超伝導セルの個々のＨＭＪＪＤの任意の磁気状態は、同時に提供されるプログラミング信号（複数可）ＰＲＧ２３の１つとプログラミング信号（複数可）ＰＲＧ１２の１つとの直交交差に基づいて設定することができる。第２超伝導セルアレイ論理回路システム５５４は、所定の論理処理に基づいて論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡ１に応答して論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡ２を提供することができる。
【００６０】
論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡ２は、超伝導セルアレイ論理回路３として示される第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６に供給される。第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６は、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡ２に所定の論理処理を実施して論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡ３として示される１つまたは複数の論理出力信号を提供することができる。図１２の例では、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡ２は、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４からの行出力（複数可）として提供されることに基づいて行入力（複数可）として提供される。従って、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６は、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４に対して行と列が２次元で反転できるように構成することができる。さらに、所定の論理処理は、１組のプログラミング信号ＰＲＧ４３および１組のプログラミング信号ＰＲＧ２３に基づく入力の出力への選択的結合に基づくものとすることができる。一例として、一組のプログラミング信号ＰＲＧ２３は、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６における超伝導セルの行に関連付けることができ、一組のプログラミング信号ＰＲＧ４３は、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４に提供されるのと同様に、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６における超伝導セルの列に関連付けることができる。従って、一組のプログラミング信号ＰＲＧ２３は、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム５５４および第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６の両方に関連付けることができる。例えば、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６の超伝導セルの個々のＨＭＪＪＤの任意の磁気状態は、同時に提供されるプログラミング信号ＰＲＧ２３の１つとプログラミング信号ＰＲＧ４３の１つとの直交交差に基づいて設定することができる。従って、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６は、所定の論理処理に基づいて論理入力信号ＤＡＴＡ２に応答して論理出力信号（複数可）ＤＡＴＡ３を提供することができる。
【００６１】
論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡ３は、超伝導セルアレイ論理回路４として示される第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８に供給される。第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８は、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡ３に所定の論理処理を実施して、超伝導回路５５０の出力に対応する論理出力信号ＤＡＴＡＯとして示される１つまたは複数の論理出力信号を提供することができる。図１２の例では、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡ３は、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６からの列出力（複数可）として提供されることに基づいて、列入力（複数可）として提供される。従って、第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８は、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６に対して行と列が２次元で反転できるように構成することができる。さらに、所定の論理処理は、一組のプログラミング信号ＰＲＧ４３および一組のプログラミング信号ＰＲＧ１４に基づく入力の出力への選択的結合に基づくものとすることができる。一例として、一組のプログラミング信号ＰＲＧ１４は、第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８における超伝導セルの行に関連付けることができ、一組のプログラミング信号ＰＲＧ４３は、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６に提供されたものと同様に、第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８における超伝導セルの列に関連付けることができる。従って、一組のプログラミング信号ＰＲＧ４３は、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム５５６および第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８の両方に関連付けることができ、一組のプログラミング信号ＰＲＧ１４は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム５５２と第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８との両方に関連付けることができる。例えば、第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８の超伝導セルの個々のＨＭＪＪＤの任意の磁気状態は、同時に提供されるプログラミング信号ＰＲＧ１４の１つとプログラミング信号ＰＲＧ４３の１つの直交交差に基づいて設定することができる。従って、第４の超伝導セルアレイ論理回路システム５５８は、所定の論理処理に基づいて論理入力信号ＤＡＴＡ３に応答して論理出力信号ＤＡＴＡＯを提供することができる。
【００６２】
図１３は、超伝導回路システム６００の一例を示す。一例として、超伝導回路システム６００は、集積回路（ＩＣ）チップ上に実装することができる。超伝導回路システム６００は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム６０２、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム６０４、および第３の超伝導セルアレイ論理回路システム６０６として示される３つの超伝導セルアレイ論理回路システムを含む。超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４，６０６の各々は、図１の例の超伝導セルアレイ論理回路システム１０と実質的に同様に構成することができ、従って、一組の入力に選択的に結合されて、１つまたは複数の出力において所定の論理処理を提供する超伝導セルのアレイを含むことができる。
【００６３】
図１３の例では、第１および第２の超伝導セルアレイ論理回路システム６０２および６０４は９個の超伝導セルのアレイを含み、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム６０６は１６個の超伝導セルのアレイを含む。超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４，６０６は、各々９個と１６個の超伝導セルを含むものとして示されているが、超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４，６０６は各々異なる数の超伝導セルを含み、超伝導セルのアレイは、行と列に関して等しくする必要はないことを理解すべきである。さらに、超伝導回路６００は、図１０の例のＲＱＬグルー論理回路５０４のようなＲＱＬグルー論理回路を含んでいないが、超伝導回路６００は、超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４、および６０６の相互接続部の個々の間でＲＱＬクロック信号によって連続して制御されるＲＱＬグルー論理回路を含むことができることを理解されたい。
【００６４】
超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４、および６０６の各々は、図６〜図８の例における超伝導セル２５０と実質的に同じように各々構成された複数の超伝導セルのアレイを含むことができる。従って、超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４および６０６の個々の超伝導セルの各々は、ＨＭＪＪＤを含み、ＨＭＪＪＤは、プログラミング信号に応答して、個々のＨＭＪＪＤの磁気状態を設定して、超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４，６０６（図１３の例では図示せず）の入力の超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４，６０６の出力への選択的結合を提供する。従って、超伝導回路６００は、ＦＰＧＡと同様にフィールドプログラマブルにすることができ、論理入力信号（複数可）に対して所定の論理処理シーケンスを提供して論理出力信号を提供することができる（図１３の例には各々示されていない）。
【００６５】
図１３の例では、超伝導回路システム６００は、周辺回路６０８を含む。周辺回路６０８は、プログラミング信号を生成するように構成されたプログラミング回路６１０および６１２を含む。超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４、および６０６の各々は、プログラミング回路６１０および６１２によってそれぞれ生成された個々の超伝導セルアレイ論理回路システム６０２，６０４および６０６の行および列に関連する複数のプログラミング信号を受信する。プログラミング回路６１０は、行プログラミング信号ＰＲＧＲ１〜ＰＲＧＲ７を生成し、プログラミング回路６１２は、列プログラミング信号ＰＲＧＣ１〜ＰＲＧＣ８を生成する。
【００６６】
図１３の例では、行プログラミング信号ＰＲＧＲ１〜ＰＲＧＲ３は、各々第１の超伝導セルアレイ論理回路システム６０２の行にのみ関連付けられている。しかしながら、行プログラミング信号ＰＲＧＲ４〜ＰＲＧＲ６は、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム６０４の全ての行と、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム６０６の一部の行とに関連付けられている。行プログラミング信号ＰＲＧＲ７は、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム６０６の最後の行に関連付けられている。同様に、列プログラミング信号ＰＲＧＣ１およびＰＲＧＣ２は、各々第２の超伝導セルアレイ論理回路システム６０４の最初の２つの列にのみ関連付けられている。しかしながら、列プログラミング信号ＰＲＧＣ３は、第２の超伝導セルアレイ論理回路システム６０４および第１の超伝導セルアレイ論理回路システム６０２の個々の列に関連付けられる。列プログラミング信号ＰＲＧＣ４は、第１の超伝導セルアレイ論理回路システム６０２のみの１つの列に関連付けられている。列プログラミング信号ＰＲＧＣ５は、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム６０６および第１の超伝導セルアレイ論理回路システム６０２の個々の列に関連付けられ、列プログラミング信号ＰＲＧＣ６〜ＰＲＧＣ８は、第３の超伝導セルアレイ論理回路システム６０６の最後の３列に関連付けされている。従って、図１２の例の超伝導回路システム５５０と同様に、行および列プログラミング信号ＰＲＧＲおよびＰＲＧＣは、図１３の例における超伝導回路システム６００の複数の超伝導セルアレイ論理回路システムの超伝導セルに適用することができる。
【００６７】
さらに、超伝導回路システム６００は、行および列に配置された９個のメモリセルのアレイを含むメモリアレイ６１４を含む。一例として、メモリアレイ６１４は、図６〜図８の例の超伝導セル２５０と実質的に同一に構成されたメモリセルのアレイを含むことができる。従って、メモリアレイ６１４の各々のメモリセルの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１４／０４３，３６０号、代理人整理番号（ＥＳ）−０２２２５０  ＵＳ  ＰＲＩに記載されたものと同様に、格納された２値状態に対応する磁気状態を記憶するように構成されたＨＭＪＪＤを含むことができる。記憶されたデジタル論理状態に対応する磁気状態は、書込み回路６１６によって生成される行書込み信号ＷＲＴＲ１〜ＷＲＴＲ３、および書込み回路６１８によって生成される列書込み信号ＷＲＴＣ１〜ＷＲＴＣ３として示される書込み信号に応答して記憶することができる。従って、本明細書に記載の超伝導セルアレイは、超伝導セルアレイ論理回路システムの論理状態をプログラミングする手段と、データを記憶する手段との両方として実装することができ、かつ共通の回路（例えば、共通チップ）上に実装することができる。プログラミング信号ＰＲＧ及び書き込み信号ＷＲＴは、メモリアレイ（複数可）に対する超伝導セルアレイ論理回路システムの別個の制御のために別個に実施することができる。
【００６８】
上記の構造的および機能的特徴を考慮して、本発明の様々な態様による方法は、図１４を参照してより良く理解されるであろう。説明の簡略化のために、図１４の方法が連続して実行されるものとして示され、記載されているが、本発明は図示された順序に限定されるものではなく、いくつかの態様は、本発明に従って異なる順序で、および／または本明細書に示され説明された態様から他の態様と同時に起こりうる。さらに、本発明の一態様による方法を実施するために図示された特徴の全てが必要とされるわけではない。
【００６９】
図９は、超伝導セルアレイ論理回路システム（例えば、超伝導セルアレイ論理回路システム１０）を動作する方法６５０の一例を示す。６５２において、少なくとも１行と少なくとも１列のアレイ（例えば、超伝導アレイ５０）に配置された複数の超伝導セル（例えば、超伝導セル５２または超伝導セル２５０）が設けられる。６５４において、個々の少なくとも１つの行の各々に関連する少なくとも１つの入力（例えば、入力５６）が提供される。６５６において、個々の少なくとも１つの列の各々に関連する複数の超伝導セルの各々に結合される少なくとも１つの出力（例えば、出力５８）が提供される。６５８において、少なくとも１つの入力が、複数の超伝導セルに所定の方法で（例えば、図４および５の例に基づいて、または図６〜図８の例に基づいて）選択的に結合されて、選択的結合に基づいて個々の少なくとも１つの入力を介して供給される少なくとも１つの論理入力信号（例えば、論理入力信号（複数可）ＤＡＴＡＩ）に応答して論理処理出力である個々の少なくとも１つの出力に関連する論理出力信号（例えば、論理出力信号ＤＡＴＡＯ）が可能となる。
【００７０】
上記の説明は、本発明の例である。当然のことながら、本発明を説明する目的で構成要素または方法の考えられるすべての組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者であれば、本発明の多くのさらなる組み合わせおよび置換が可能であることを認識するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に入る変更、修正、および変形をすべて包含することが意図されている。さらに、本開示または特許請求の範囲が「第１」または「別の」要素またはその等価物を記載する場合、１つまたは複数の要素を含むと解釈されるべきであり、２つ以上の要素を必要とも排除するものではない。本明細書で使用される場合、「含む」という用語は、限定するものではないが、含むことを意味し、「含んでいる」という用語は、限定するものではないが、含んでいることを意味する。「に基づく」という用語は、少なくとも部分的に基づいていることを意味する。
【図１】
2019514255.tif 000003
【図２】
2019514255.tif 000004
【図３】
2019514255.tif 000005
【図４】
2019514255.tif 000006
【図５】
2019514255.tif 000007
【図６】
2019514255.tif 000008
【図７】
2019514255.tif 000009
【図８】
2019514255.tif 000010
【図９】
2019514255.tif 000011
【図１０】
2019514255.tif 000012
【図１１】
2019514255.tif 000013
【図１２】
2019514255.tif 000014
【図１３】
2019514255.tif 000015
【図１４】
2019514255.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月26日(2018.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを備える超伝導セルアレイ論理回路システムであって、前記超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの入力において受信された少なくとも１つの論理入力信号に対して論理処理を実施して、前記複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの入力の少なくとも１つの出力への所定の選択的結合に基づいて少なくとも１つの列に関連する少なくとも１の出力において少なくとも１つの論理出力信号を提供する、超伝導セルアレイ論理回路システム。
【請求項２】
前記複数の超伝導セルの各々は、前記少なくとも１つの出力のうちの１つに結合された少なくとも１つのジョセフソン接合を含むＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉デバイス）を含み、前記少なくとも１つのジョセフソン接合は、前記少なくとも１つの入力のうちの１つが前記少なくとも１つの出力のうちの１つに結合されていることに基づいて前記論理入力信号に応答して前記論理出力信号を提供するようにトリガするように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の超伝導セルの各々は、前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１の出力のうちの１つとの間の結合を提供するための前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記ＳＱＵＩＤとの間の誘導結合、または前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１の出力のうちの１つとの間の無結合を提供するための前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記ＳＱＵＩＤとの間の無誘導結合とを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の超伝導セルの各々は、少なくとも１つのプログラミング信号に応答して第１の磁気状態および第２の磁気状態のうちの１つを記憶するように構成されたＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合デバイス）をさらに含み、前記ＨＭＪＪＤは、前記第１の磁気状態において前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１つの出力のうちの１つとの間の結合を提供し、前記第２の磁気状態において前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１つの出力のうちの１つとの間の無結合を提供する、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記超伝導セルアレイ論理回路システムは、複数のプログラミング信号を受信して、前記複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの入力の前記少なくとも１つの出力への前記所定の選択的結合を設定するように構成された複数のプログラミング入力を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の超伝導セルの各々は、前記複数のプログラミング信号のうちの少なくとも１つに応答して第１の磁気状態および第２の磁気状態のうちの１つを記憶するように構成されたＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合デバイス）を含み、前記ＨＭＪＪＤは、前記第１の磁気状態において前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１つの出力のうちの１つとの間の結合を提供し、前記第２の磁気状態において前記少なくとも１つの入力のうちの１つと前記少なくとも１つの出力のうちの１つとの間の無結合を提供する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
第１の論理処理を実施して少なくとも１つの第１の論理出力信号を提供するように構成された第１の超伝導セルアレイ論理回路システムとして設けられた請求項１に記載の超伝導セルアレイ論理回路システムを備える超伝導回路であって、追加の超伝導セルアレイ論理回路システムを備え、前記追加の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行と少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを含み、前記超伝導セルアレイ論理回路システムは、前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する前記少なくとも１つの出力に結合された少なくとも１つの第２の入力を介して受信された少なくとも１つの第２の論理入力信号に対して論理処理を実施して、前記複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの入力の前記少なくとも１つの出力への所定の選択的結合に基づいて少なくとも１の出力において少なくとも１つの第２の論理出力信号を提供する、超伝導回路。
【請求項８】
前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する前記少なくとも１つの出力と第２の超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する少なくとも１つの入力とを相互接続するＲＱＬ（レシプロカル量子論理）グルー論理をさらに備え、前記ＲＱＬグルー論理は、ＲＱＬクロック信号に応答して、少なくとも１つの第１の論理出力信号および少なくとも１つの第２の論理入力信号を位相整合する、請求項７に記載の超伝導回路。
【請求項９】
請求項１に記載の超伝導セルアレイ論理回路システムを含む複数の超伝導セルアレイ論理回路システムを備える超伝導回路であって、前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムの各々は、少なくとも１つの入力と、少なくとも１つの出力と、複数の超伝導セルとを含み、かつ複数のプログラミング信号に基づく前記複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの入力の前記少なくとも１の出力への所定の選択的結合に基づいて少なくとも１つの論理入力信号に論理処理を実施するように構成され、前記複数のプログラミング信号のうちの少なくとも１つは、前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムのうちの１つ以上に供給されて、前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムのうちの１つ以上において所定の選択的結合を可能にする、超伝導回路。
【請求項１０】
少なくとも１つの超伝導メモリアレイを備え、前記少なくとも１つの超伝導メモリアレイは、
前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムのうちの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのメモリ入力と、
前記複数の超伝導セルアレイ論理回路システムのうちの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのメモリ出力と、
ビット書き込み電流及びワード書き込み電流に応答して２値論理状態を記憶するように各々構成された複数のＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合素子）を含み、前記少なくとも１つのメモリ入力を介して提供される読み出し電流に応答して、前記少なくとも１つのメモリ出力を介して２値論理状態の指示を提供する複数の超伝導セルと、を含む、請求項９に記載の超伝導回路。
【請求項１１】
超伝導セルアレイ論理回路システムを動作するための方法であって、
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを提供するステップと、
前記少なくとも１つの行の各々に関連する少なくとも１つの入力を提供するステップと、
前記少なくとも１つの列の各々に関連する前記複数の超伝導セルの各々に結合された少なくとも１つの出力を提供するステップと、
前記複数の超伝導セルに前記少なくとも１つの入力を所定の方法で選択的に結合して、選択的結合に基づいて前記少なくとも１つの入力を介して供給される少なくとも１つの論理入力信号に応答して論理処理出力である少なくとも１つの出力に関連する論理出力信号を可能にするステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記複数の超伝導セルを提供するステップは、前記少なくとも１つの出力のうちの１つに結合された少なくとも１つのジョセフソン接合を含む超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を含むように前記複数の超伝導セルの各々を提供することを含み、前記少なくとも１つのジョセフソン接合が、前記少なくとも１つの入力が前記少なくとも１つの出力に結合されていることに基づいて前記少なくとも１つの論理入力信号に応答して前記少なくとも１つの論理出力信号を提供するようにトリガするように構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記選択的に結合することは、
前記少なくとも１つの入力のうちの１つの前記少なくとも１つの出力のうちの１つへの誘導結合を提供して、前記少なくとも１つの入力の前記複数の超伝導セルの個々の１つへの結合を提供すること、
前記少なくとも１つの入力のうちの１つの前記少なくとも１つの出力のうちの１つへの無誘導結合を提供して、前記少なくとも１つの入力の前記複数の超伝導セルの個々の１つへの無結合を提供することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の超伝導セルを提供するステップが、第１の磁気状態および第２の磁気状態のうちの１つを記憶するように構成されたＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合デバイス）を含むように前記複数の超伝導セルの各々を提供することを含み、前記選択的に結合することは、少なくとも１つのプログラミング信号を提供して、前記少なくとも１つの入力の前記複数の超伝導セルの個々の１つへの結合を提供する前記第１の磁気状態、または少なくとも１つの入力の前記複数の超伝導セルの個々の１つへの無結合を提供する前記第２の磁気状態を記憶するように前記複数の超伝導セルの各々に関連する前記ＨＭＪＪＤを設定することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の超伝導セルを提供するステップは、第１のアレイに配置された第１の複数の超伝導セルを提供することを含み、前記少なくとも１つの入力を提供するステップは、少なくとも１つの第１の入力を提供することを含み、前記少なくとも１つの出力を提供するステップは、少なくとも１つの第１の出力を提供することを含み、前記選択的に結合することは、前記少なくとも１つの第１の入力を前記第１の複数の超伝導セルに選択的に所定の方法で結合して、選択的結合に基づいて前記少なくとも１つの第１の入力を介して提供される少なくとも１つの第１の論理入力信号に応答して第１の論理処理出力である少なくとも１つの第１の出力に関連する少なくとも１つの第１の論理出力信号を可能にすることを含み、方法はさらに
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列の第２のアレイに配置された第２の複数の超伝導セルを提供するステップと、
前記第２のアレイの前記少なくとも１つの行の各々に関連する少なくとも１つの第２の入力を提供するステップと、前記少なくとも１つの第２の入力は、前記少なくとも１つの第１の出力に対応しており、
前記第２のアレイの前記少なくとも１つの列の各々に関連する前記第２の複数の超伝導セルの各々に結合された少なくとも１つの第２の出力を提供するステップと、
前記少なくとも１つの第２の入力を前記第２の複数の超伝導セルに選択的に所定の方法で結合して、選択結合に基づいて前記少なくとも１つの第２の入力を介して提供される少なくとも１つの第２の論理入力信号に応答して第２の論理処理出力である少なくとも１つの第２の出力に関連する少なくとも１つの第２の論理出力信号を可能にするステップと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
上記の説明は、本発明の例である。当然のことながら、本発明を説明する目的で構成要素または方法の考えられるすべての組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者であれば、本発明の多くのさらなる組み合わせおよび置換が可能であることを認識するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に入る変更、修正、および変形をすべて包含することが意図されている。さらに、本開示または特許請求の範囲が「第１」または「別の」要素またはその等価物を記載する場合、１つまたは複数の要素を含むと解釈されるべきであり、２つ以上の要素を必要とも排除するものではない。本明細書で使用される場合、「含む」という用語は、限定するものではないが、含むことを意味し、「含んでいる」という用語は、限定するものではないが、含んでいることを意味する。「に基づく」という用語は、少なくとも部分的に基づいていることを意味する。
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
［付記１］
超伝導セルアレイ論理回路システムを動作するための方法であって、
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列のアレイに配置された複数の超伝導セルを提供するステップと、
前記少なくとも１つの行の各々に関連する少なくとも１つの入力を提供するステップと、
前記少なくとも１つの列の各々に関連する前記複数の超伝導セルの各々に結合された少なくとも１つの出力を提供するステップと、
前記複数の超伝導セルに前記少なくとも１つの入力を所定の方法で選択的に結合して、選択的結合に基づいて前記少なくとも１つの入力を介して供給される少なくとも１つの論理入力信号に応答して論理処理出力である少なくとも１つの出力に関連する論理出力信号を可能にするステップと、を含み、
前記選択的に結合することは、前記少なくとも１つの入力を前記複数の超伝導セルに選択的に結合することを含む、方法。
［付記２］
超伝導回路システムであって、
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列の第１のアレイに配置された第１の複数の超伝導セルを備える第１の超伝導セルアレイ論理回路システムであって、前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの第１の入力において受信された少なくとも１つの論理入力信号に対して第１の論理処理を実施して、複数の超伝導セルを介した前記少なくとも１つの第１の入力の少なくとも１つの第１の出力への所定の選択的結合に基づいて前記第１のアレイの少なくとも１つの列に関連する少なくとも１つの第１の出力において少なくとも１つの第１の論理出力信号を提供するように構成されている、前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムと、
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列の第２のアレイに配置された第２の複数の超伝導セルを備える第２の超伝導セルアレイ論理回路システムであって、前記第２の超伝導セルアレイ論理回路システムは、少なくとも１つの行に関連する少なくとも１つの第２の入力において受信された少なくとも１つの第２の論理入力信号に対して第２の論理処理を実施して、前記第２の複数の超伝導セルを介した少なくとも１つの第２の入力の少なくとも１つの第２の出力への所定の選択的結合に基づいて前記第２のアレイの少なくとも１つの列に関連する少なくとも１つの第２の出力において少なくとも１つの第２の論理出力信号を提供するように構成されている、前記第２の超伝導セルアレイ論理回路システムと、を備える超伝導回路システム。
［付記３］
前記少なくとも１つの第１の出力と前記少なくとも１つの第２の入力とを相互接続するＲＱＬ（レシプロカル量子論理）グルー論理をさらに備え、前記ＲＱＬグルー論理は、ＲＱＬクロック信号に応答して前記少なくとも１つの第１の論理出力信号および前記少なくとも１つの第２の論理入力信号を位相整合する、付記２に記載のシステム。
［付記４］
複数のプログラミング信号を受信するように構成された複数のプログラミング入力をさらに備え、前記複数のプログラミング信号は、前記第１の超伝導セルアレイ論理回路システムおよび前記第２の超伝導セルアレイ論理回路システムの各々において、前記第１および第２の複数の超伝導セルを介して前記少なくとも１つの第１および第２の入力の前記少なくとも１つの第１および第２の出力への前記所定の選択的結合を設定するように構成され、前記複数のプログラミング入力の少なくとも１つは、前記第１の複数の超伝導セルおよび前記第２の複数の超伝導セルの両方に関連している、付記２に記載のシステム。
［付記５］
少なくとも１つの超伝導メモリアレイを備え、前記少なくとも１つの超伝導メモリアレイは、
前記第１及び第２の超伝導セルアレイ論理回路システムに関連する前記第１および第２の入力のうちの少なくとも１つ、または前記第１および第２の出力のうちの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのメモリ入力と、
複数の超伝導セルアレイ論理回路システムの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのメモリ出力と、
ビット書き込み電流及びワード書き込み電流に応答して２値論理状態を記憶するように各々構成された複数のＨＭＪＪＤ（ヒステリシス磁気ジョセフソン接合素子）を含み、前記少なくとも１つのメモリ入力を介して提供される読み出し電流に応答して、前記少なくとも１つのメモリ出力を介して２値論理状態の指示を提供する複数の超伝導セルと、を含む、付記２に記載のシステム。
【国際調査報告】
2019514255.tif 000017
2019514255.tif 000018
2019514255.tif 000019