(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック分配システムであって、
正弦波クロック信号を受信し共振させる定在波共振器と、前記定在波共振器は、該定在波共振器の長さに沿って延在し、かつ前記正弦波クロック信号のピーク電流振幅に関連する少なくとも１つのアンチノード部分を含み、前記少なくとも１つのアンチノード部分の各々は、前記正弦波クロック信号に関連する所定の電流振幅閾値と絶対的なアンチノードに関連するピーク電流振幅との間にある前記正弦波クロック信号の電流振幅によって規定される前記定在波共振器の所定の長さを備え、
前記少なくとも１つのアンチノード部分と関連する回路とを相互接続する少なくとも１つのクロック線とを備え、前記少なくとも１つのクロック線は、前記関連する回路に関連するタイミング機能のために前記正弦波クロック信号を伝搬するように構成されている、クロック分配システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのクロック線は、前記定在波共振器の前記少なくとも１つのアンチノード部分および前記関連する回路の少なくとも１つの導体に誘導的に結合されて、前記正弦波クロック信号を前記関連する回路に誘導的に供給する、請求項１に記載のクロック分配システム。
【請求項３】
前記クロック線は、前記少なくとも１つのアンチノード部分の前記所定の長さに沿って前記少なくとも１つのアンチノード部分の各々に結合された複数のクロック線を含む、請求項１に記載のクロック分配システム。
【請求項４】
前記複数のクロック線の各々は、前記絶対的なアンチノードからの個々の前記少なくとも１つのアンチノード部分の長さに沿った距離に基づいて、所定のインダクタンスの大きさで前記少なくとも１つのアンチノード部分に誘導的に結合されて、前記複数のクロック線の各々において実質的に等しい電流振幅を提供する、請求項３に記載のクロック分配システム。
【請求項５】
前記所定のインダクタンスの大きさは、個々の前記少なくとも１つのアンチノード部分に対する前記複数のクロック線の個々の一つの半径方向の距離および個々の前記少なくとも１つのアンチノード部分に対する複数のクロック線の個々の一つの方向の少なくとも１つに基づく、請求項４に記載のクロック分配システム。
【請求項６】
前記アンチノード部分は、複数のアンチノード部分を含み、前記正弦波クロック信号は、前記定在波共振器の物理的な長さに対応する波長に関連する高調波正弦波信号であり、前記複数のアンチノード部分の各々は、前記高調波正弦波信号に関連する個々の複数のピークの各々に対応し、前記複数のアンチノード部分の各々が少なくとも１つのクロック線に結合される、請求項１に記載のクロック分配システム。
【請求項７】
前記複数のアンチノード部分の各々は、前記定在波共振器に沿って延びる軸線に関して同軸に配置され、前記複数のアンチノード部分の間の前記複数のアンチノード部分を相互接続する前記定在波共振器の各部分は、非線形であるか、またはグランドに結合された分路コンデンサを含む、請求項６に記載のクロック分配システム。
【請求項８】
前記クロック線は、前記少なくとも１つのアンチノード部分の各々に結合された複数のクロック線を含み、前記複数のクロック線は、個々のアンチノード部分に直交する第１の方向に延びる第１の組のクロック線と、個々のアンチノード部分に直交し、かつ前記第１の方向に対して異なる向きを有する第２の方向に延びる第２の組のクロック線とを含む、請求項１に記載のクロック分配システム。
【請求項９】
前記関連する回路は、ＲＱＬ（レシプロカル量子論理）回路であり、前記正弦波クロック信号は、第１の定在波共振器上の同相正弦波クロック信号と、第２の定在波共振器上の直交位相正弦波クロック信号とを含み、同相及び直交位相正弦波クロック信号は互いに９０度位相がずれている、請求項１に記載のクロック分配システム。
【請求項１０】
前記第１の定在波共振器は、同相の正弦波クロック信号を受信するようにそれぞれ構成された第１の複数の定在波共振器を含み、前記第２の定在波共振器は、前記直交位相正弦波クロック信号を受信するようにそれぞれ構成された第２の複数の定在波共振器を含み、前記第１および第２の複数の定在波共振器は互いに交互に配置されている、請求項９に記載のクロック分配システム。
【請求項１１】
請求項１に記載のクロック分配システムを備える集積回路チップ。
【請求項１２】
クロック分配システムであって、
正弦波クロック信号を受信して共振させるように構成された定在波共振器であって、前記定在波共振器は、前記正弦波クロック信号に関連する所定の電流振幅閾値と絶対的なアンチノードに関連する前記正弦波クロック信号のピーク電流振幅との間にある前記正弦波クロック信号の電流振幅によって規定される前記定在波共振器の所定の長さに関連する少なくとも１つのアンチノード部分を含む、前記定在波共振器と、
前記少なくとも１つのアンチノード部分の個々の一つの長さに沿った前記絶対的なアンチノードからの距離に基づいて関連する回路および前記少なくとも１つのアンチノード部分の１つに所定のインダクタンスの大きさで誘導的に結合された複数のクロック線とを備え、前記複数のクロック線の各々において実質的に等しい電流振幅を提供し、前記所定のインダクタンスの大きさは、個々の前記少なくとも１つのアンチノード部分に対する前記複数のクロック線の個々の一つの半径方向の距離に基づき、前記複数のクロック線は、前記関連する回路に関連するタイミング機能のために前記正弦波クロック信号を伝搬するように構成されている、クロック分配システム。
【請求項１３】
前記所定のインダクタンスの大きさは、個々の前記少なくとも１つのアンチノード部分に対する前記複数のクロック線の個々の一つの方向に基づく、請求項１２に記載のクロック分配システム。
【請求項１４】
前記アンチノード部分は、複数のアンチノード部分を含み、前記正弦波クロック信号は、前記定在波共振器の物理的な長さに対応する波長に関連する高調波正弦波信号であり、前記複数のアンチノード部分の各々は、前記高調波正弦波信号に関連する個々の複数のピークの各々に対応し、前記複数のアンチノード部分の各々が複数のクロック線に結合される、請求項１２に記載のクロック分配システム。
【請求項１５】
前記関連する回路は、ＲＱＬ（レシプロカル量子論理）回路であり、前記正弦波クロック信号は、第１の定在波共振器上の同相正弦波クロック信号と、第２の定在波共振器上の直交位相正弦波クロック信号とを含み、同相及び直交位相正弦波クロック信号は互いに９０度位相がずれている、請求項１２に記載のクロック分配システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にコンピュータシステムに関し、具体的にはクロック分配システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
論理機能を実現する典型的な回路は、クロックに基づいて動作し、データを同期させ、および／または論理機能の時間ベースのフローを提供することができる。相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）技術に基づく回路は、所与の論理回路またはゲートが１つまたは複数の入力でデータを取り込んでデータを処理または他の論理機能に対して転送するタイミングを示すクロックを実装することができる。従って、所与のクロックは、回路内の様々なデバイスにクロック信号を提供して、必要なタイミング情報を提供し、データ転送およびタイミング機能を実質的に同期させることができる。他の種類の回路は、レシプロカル量子論理（ＲＱＬ：ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｌｏｇｉｃ）回路などのクロック信号を実装することができる。ＲＱＬ回路は、例えば実質的に安定した周波数を有する正弦波信号として提供されるクロックに基づいてタイミング情報を実現することができる。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態は、クロック分配システムを含む。このシステムは、正弦波クロック信号を受信し共振させるように構成された定在波共振器を含む。定在波共振器は、正弦波クロック信号のピーク電流振幅に関連する少なくとも１つのアンチノード（ａｎｔｉ−ｎｏｄｅ）部分を含む。システムはまた、少なくとも１つのアンチノード部分の各々と関連する回路とを相互接続する少なくとも１つのクロック線を含む。少なくとも１つのクロック線は、関連する回路に関連するタイミング機能のために正弦波クロック信号を伝搬するように構成することができる。
【０００４】
別の実施形態は、クロック分配システムを含む。このシステムは、正弦波クロック信号を受信し共振させるように構成された定在波共振器を含む。定在波共振器は、正弦波クロック信号に関連する所定の電流振幅閾値と絶対的なアンチノードに関連する正弦波クロック信号のピーク電流振幅との間の正弦波クロック信号の電流振幅によって規定される定在波共振器の所定の長さに関連する少なくとも１つのアンチノード部分を含む。システムはまた、複数のクロック線を含み、複数のクロック線の各々は、個々の少なくとも１つのアンチノード部分において絶対的なアンチノードからの距離に基づく複数のクロック線の各個々の一つに関連する所定のインダクタンスに基づいて少なくとも１つのアンチノード部分の所定の長さに沿って関連する回路および少なくとも１つのアンチノード部分の各々に誘導的に結合されて、複数のクロック線の各々において実質的に均等な電流振幅を提供する。複数のクロック線は、関連する回路に関連するタイミング機能のために正弦波クロック信号を伝搬するように構成されている。
【０００５】
別の実施形態は、集積回路（ＩＣ）チップを含む。ＩＣチップは、同相正弦波クロック信号および直交位相正弦波クロック信号に基づいて動作するように構成されたレシプロカル量子論理（ＲＱＬ）回路を含む。ＩＣチップはまた、同相正弦波クロック信号を受信し共振させるように構成された第１の定在波共振器を含む。ＩＣチップはまた、直交位相正弦波クロック信号を受信し共振させるように構成された第２の定在波共振器を含む。第１および第２の定在波共振器の各々は、個々の同相および直交位相の正弦波クロック信号のピーク電流振幅に関連する少なくとも１つのアンチノード部分を含む。ＩＣチップは、ＲＱＬ回路に誘導的に結合され、かつ第１および第２の定在波共振器の各々の少なくとも１つのアンチノード部分の各々に誘導的に結合された少なくとも１つのクロック線をさらに含む。少なくとも１つのクロック線は、ＲＱＬ回路に関連するタイミング機能のために同相および直交位相正弦波クロック信号の個々の１つを伝搬するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】クロック分配システムの一例を示す。
【図２】定在波共振器システムの一例を示す。
【図３】定在波共振器システムの他の例を示す。
【図４】アンチノードクロック分配システムの一例を示す。
【図５】アンチノードクロック分配システムの別の例を示す。
【図６】クロック分配システムの他の例を示す。
【図７】レシプロカル量子論理（ＲＱＬ）回路チップの一例を示す。
【図８】クロック分配システムのさらに別の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、一般にコンピュータシステムに関し、具体的にはクロック分配システムに関する。クロック分配システムは、正弦波クロック信号を受信し共振させるように構成された少なくとも１つの定在波共振器を含む。一例として、定在波共振器は、同相正弦波クロック信号を受信するように構成された第１の１つまたは複数の定在波共振器と、直交位相正弦波クロック信号を受信するように構成された第２の１つまたは複数の定在波共振器とを含む。定在波共振器の各々は、正弦波クロック信号のピーク電流振幅に対応する絶対的なアンチノードに関連する定在波共振器の一部分に対応する少なくとも１つのアンチノード部分を含む。一例として、アンチノード部分（単数または複数）は、ピーク電流振幅と振幅閾値との間の所定の電流振幅範囲に関連する定在波共振器の所定の長さを含む。
【０００８】
クロック分配システムはまた、アンチノード部分（単数または複数）の各々に関連する少なくとも１つのクロック線を含む。クロック線（単数または複数）は、回路に関連するタイミング機能を実施するために、アンチノード部分（単数または複数）と関連する回路とを相互接続して関連する回路に正弦波クロック信号を供給することができる。一例として、関連する回路は、レシプロカル量子論理（ＲＱＬ）回路とすることができ、かつ／またはクロック線（単数または複数）は、アンチノード部分の各々および関連する回路の導体に誘導的に結合されて、関連する回路に正弦波クロック信号を誘導的に供給する。アンチノード部分（単数または複数）へのクロック線の誘導的な結合は、アンチノード部分における正弦波クロック信号の絶対的なアンチノードの線形近接（ｌｉｎｅａｒ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）に基づいて（すなわち、アンチノード部分の長さに沿って）、所定の方法で変化して、各クロック線（単数または複数）上の正弦波クロック信号の実質的に等しい電流振幅を提供することができる。誘導的な結合の可変性は、定在波共振器に対するクロック線（単数または複数）の方向および／または半径方向の近接に基づくことができる。従って、関連する回路の実質的に全ての部分における正弦波クロック信号の相対位相は、関連する回路の改善された動作のためにほぼ等しくなるように制御され得る。
【０００９】
図１は、クロック分配システム１０の一例を示す。クロック分配システム１０は、レシプロカル量子論理（ＲＱＬ）回路設計などの様々な応用に実施することができる。例えば、クロック分配システム１０は、集積回路（ＩＣ）チップ内に、または集積回路（ＩＣ）チップの一部として実装することができる。
【００１０】
クロック分配システム１０は、正弦波クロック信号ＣＬＫと関連する波長の半波長、一波長、または整数倍にほぼ等しい物理的な長さを有する信号伝送線路として構成することができる少なくとも１つの定在波共振器１２を含む。従って、定在波共振器（単数または複数）１２は、正弦波クロック信号ＣＬＫが定在波共振器（単数または複数）１２上で定在波として発振するように、正弦波クロック信号ＣＬＫを受信して伝搬するように構成されている。その結果、定在波共振器（単数または複数）１２は、正弦波クロック信号ＣＬＫの絶対的なアンチノードに関連する１つまたは複数の専用のアンチノード部分（単数または複数）１４を含む。例えば、正弦波クロック信号ＣＬＫは、定在波共振器（単数または複数）１２の物理的な長さに対応する波長に関連する波長を有する高調波正弦波信号であり得る。言い換えれば、定在波共振器（単数または複数）１２は、正弦波クロック信号ＣＬＫの波長の倍数にほぼ等しい物理的な長さを有し、その結果、正弦波クロック信号ＣＬＫの高調波の２倍の数（例えば、各高調波に対して１つのピークと１つの谷）の複数のアンチノード部分１４が得られる。
【００１１】
本明細書で記載される「絶対的なアンチノード」という用語は、ピーク電流振幅を有する正弦波クロック信号ＣＬＫの周期の一部を表し、これは、正弦波クロック信号ＣＬＫの最大電流振幅と最小電流振幅との間で振動する定在波共振器（単数または複数）１２上の静止点に対応する。従って、定在波共振器（単数または複数）１２に関する「アンチノード部分」という用語は、絶対的なアンチノードに関連する定在波共振器（単数または複数）１２上の静止点、または絶対的なアンチノードに関連する定在波共振器（単数または複数）１２上の静止点を含む定在波共振器（単数または複数）１２の所定の長さ等の、正弦波クロック信号の絶対的なアンチノードに関連する定在波共振器１２の一部分に対応する。さらに、本明細書で記載される「ピーク電流振幅」という用語は、絶対値ピークを指し、かつピーク振幅またはトラフ振幅（ｔｒｏｕｇｈ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）、従って正弦波クロック信号ＣＬＫの最大振幅および最小振幅を指す。
【００１２】
クロック分配システム１０はまた、関連する回路１８に提供される複数のクロック線１６を含む。図１の例において、クロック線１６はそれぞれ、正弦波クロック信号ＣＬＫを関連する回路１８に伝搬し、これにより、関連する回路１８が正弦波クロック信号ＣＬＫに基づくタイミング機能を実現することを可能にする。一例として、関連する回路１８はＲＱＬ回路とすることができ、正弦波クロック信号ＣＬＫは、ＲＱＬタイミング機能を実現するために同相正弦波信号および直交位相正弦波信号の両方として関連する回路１８に供給することができる。クロック線１６の各々は、共振器（単数または複数）１２に沿ってアンチノード部分（単数または複数）１４の個々の１つに結合され得る。一例として、クロック線１６は、共振器（単数または複数）１２および回路１８と関連する個々の導体（単数または複数）に誘導的に結合され得る。従って、正弦波クロック信号ＣＬＫは、クロック線１６のアンチノード部分（単数または複数）への結合に基づいて、各クロック線１６に沿って実質的に同様の電流の大きさを有することができる。例えば、アンチノード部分（単数または複数）１６の個々の一つにおけるクロック線１６の各々の誘導結合に基づいて、各クロック線１６上を伝搬する正弦波クロック信号ＣＬＫは、本明細書でより詳細に説明するように、実質的に等しい。
【００１３】
図２は、定在波共振器システム５０の一例を示す。定在波共振器システム５０は、図２の例において５４で示される正弦波クロック信号の波長λの３倍（例えば、３周期）にほぼ等しい物理的な長さを有する直線伝送線路として図２の例で示される定在波共振器５２を含む。従って、定在波共振器５２は約３λの長さを有する。正弦波クロック信号５４は、定在波共振器５２上に受信され、定在波共振器５２上で共振する。一例として、正弦波クロック信号５４が図１の例における正弦波クロック信号ＣＬＫに対応するように、定在波共振器５２は、図１の例における定在波共振器（単数または複数）１２の１つに対応することができる。
【００１４】
定在波共振器５２は、約３λの物理的な長さを有するので、定在波共振器５２は、６つのアンチノード部分５６を含み、６つのアンチノード部分５６は、正弦波クロック信号５４のピークおよび谷に（例えば、互いに対してλ／２の間隔で）それぞれに配置された正弦波クロック信号５４の６つの個々の絶対的なアンチノード５８に対応する。従って、アンチノード部分５６は、正弦波クロック信号５４の電流振幅がほぼ最大の絶対値を有することができる定在波共振器５２上の点に対応する。図２の例において、定在波共振器システム５０はまた、定在波共振器５２のアンチノード部分５６に結合され、かつアンチノード部分５６から延びる複数のクロック線６０を含む。
【００１５】
図２の例において示すように、クロック線６０は、定在波共振器５２と直交する第１の方向に延びる第１の組のクロック線６０と、第１の方向に対して異なる向き（例えば、反対の方向）において定在波共振器５２と直交する第２の方向に延びる第２の組のクロック線６０とを含む。クロック線６０は、各アンチノード部分５６から延びる一対のクロック線６０として示されているが、定在波共振器５２は、ゼロ、１つ、または３つ以上のアンチノード部分５６から延びるクロック線６０を有してもよい。従って、クロック線６０は、定在波共振器５２のアンチノード部分５６へのクロック線６０の結合に基づいて、正弦波クロック信号５４の絶対的なアンチノード５８の各々においてピーク電流振幅に対応する電流振幅でクロック信号６０を回路１８等に伝搬するように構成されている。一例として、定在波共振器５２のアンチノード部分５６へのクロック線６０の結合は、本明細書でより詳細に説明するように、誘導結合であってもよい。
【００１６】
図３は、定在波共振器システム１００の別の例を示す。定在波共振器システム１００は、直線伝送線路として図３の例で示される定在波共振器１０２を含む。図２の例で以前に説明したものと同様に、定在波共振器１０２は、正弦波クロック信号１０４が受信されて共振する正弦波クロック信号１０４の波長λの３倍（例えば、３周期）にほぼ等しい物理的な長さを有することができる。一例として、定在波共振器１０２は、図１の例における定在波共振器（単数または複数）１２の１つに対応することができ、正弦波クロック信号１０４は、図１の例における正弦波クロック信号ＣＬＫに対応することができる。
【００１７】
定在波共振器１０２は約３λの物理的な長さを有するので、定在波共振器１０２は、６つのアンチノード部分１０６を含み、６つのアンチノード部分１０６は、正弦波クロック信号１０４のピークおよび谷に（例えば、互いに対してλ／２間隔で）それぞれ配置された正弦波クロック信号１０４の６つの個々の絶対的なアンチノード１０８に関連する。図３の例において、アンチノード部分１０６は、定在波共振器１０２の長さに沿って延び、かつ正弦波クロック信号１０４の電流振幅に関連する電流閾値ＩＴＨによって規定される。電流閾値ＩＴＨは、正弦波クロック信号１０４の絶対的なアンチノード１０８における正弦波クロック信号１０４のピーク振幅ＩＰＫよりも小さい絶対値電流振幅とすることができ、アンチノード部分１０６は、正弦波クロック信号１０４の電流振幅が電流閾値ＩＴＨと絶対的なアンチノード１０８におけるピーク振幅ＩＰＫとの間にある定在波共振器１０２の部分に対応する定在波共振器１０２の長さとして規定される。例えば、電流閾値ＩＴＨの振幅は、アンチノード部分１０６が約λ／８の長さを有することができるように規定することができる。従って、アンチノード部分１０６は、正弦波クロック信号１０４の電流振幅がほぼ最大の絶対値を有することができる定在波共振器１０２の部分に対応する。
【００１８】
図３の例において、定在波共振器システム１００はまた、分解図ウィンドウ１１２に示されるように、定在波共振器１０２のアンチノード部分１０６に結合され、かつアンチノード部分１０６から延びる複数のクロック線１１０を含む。従って、各アンチノード部分１０６は、そこから延びる複数のクロック線１１０を有することができる。図３の例に示すように、クロック線１１０は、定在波共振器１０２と直交する第１の方向に延びる第１の組のクロック線１１０と、第１の方向に対して異なる向き（例えば、反対の方向）に定在波共振器１０２と直交する第２の方向に延びる第２の組のクロック線１１０とを含む。従って、クロック線１１０は、それぞれ定在波共振器１０２のアンチノード部分１０６へのクロック線１１０の結合に基づいて、絶対的なアンチノード１０８において電流閾値ＩＴＨと電流振幅ＩＰＨとの間の電流振幅でクロック信号１１０を回路１８等に伝搬するように構成されている。一例として、定在波共振器１０２のアンチノード部分１０６へのクロック線１１０の結合は、誘導結合とすることができる。各アンチノード部分１０６におけるクロック線１１０の誘導結合のインダクタンスの量は、定在波共振器１０２の長さに沿った絶対的なアンチノード１０８からの個々のクロック線１１０の物理的な分離に基づくことができる。
【００１９】
図２および図３の例は、それぞれ定在波共振器５２および１０２が個々のクロック信号５４および１０４の約３λの長さを有することを示している。しかしながら、本明細書に記載された定在波共振器５２および１０２を含む定在波共振器は、クロック信号の３λの長さを共振させることに限定されない。従って、本明細書で説明するように、個々のクロック信号に関連する絶対的なアンチノードに近接した位置において個々のクロック信号を提供するように定在波共振器は、共振するクロック信号の波長に対して様々な長さを有することができる。
【００２０】
図４は、アンチノードクロック分配システム１５０の一例を示す。アンチノードクロック分配システム１５０は、図３の例における定在波共振器１０２等の個々の定在波共振器の単一のアンチノード部分１５２に対応することができる。アンチノードクロック分配システム１５０は、図３の例における正弦波クロック信号１０４等の正弦波クロック信号１５４の電流振幅ＩＣＬＫを示す。従って、図４の以下の説明において図３の例を参照する。
【００２１】
アンチノード部分１５２が両方向において軸を中心として延びる定在波共振器（定在波共振器１０２）の一部である導体として図４の例において示されている。アンチノード部分１５２は、正弦波クロック信号１５４の電流振幅ＩＣＬＫに関連する電流閾値ＩＴＨによって規定されている。電流閾値ＩＴＨは、正弦波クロック信号１５４の絶対的なアンチノード１５６において、正弦波クロック信号１５４のピーク振幅ＩＰＫより小さい絶対値電流振幅とすることができ、アンチノード部分１５２が、正弦波クロック信号１５４の振幅ＩＣＬＫが電流閾値ＩＴＨと絶対的なアンチノード１５６におけるピーク振幅ＩＰＫとの間にある定在波共振器１５２の一部に対応する個々の定在波共振器の長さとして規定される。例えば、電流閾値ＩＴＨの振幅は、アンチノード部分１５２が正弦波クロック信号１５４の波長λに対して約λ／８の長さを有することができるように規定される。従って、アンチノード部分１５２は、正弦波クロック信号１５４の絶対的なアンチノード１５６に対応し、かつ整列された絶対的なアンチノード部分１６０を中心に実質的に対称的な長さ（絶対的なアンチノード部分１６０を中心に個々の定在波共振器１５２の対称的なλ／１６の長さ等）を有する。
【００２２】
図４の例において、アンチノードクロック分配システム１５０は、各々がアンチノード部分１５２に誘導的に結合された複数のクロック線を含む。クロック線は、第１のクロック線１６２、第１のクロック線対１６４、第２のクロック線対１６６、第３のクロック線対１６８、および第４のクロック線対１７０を含む。クロック線１６２、１６４、１６６、１６８、および１７０のすべては、アンチノード部分１５２の長さに沿った個々のクロック線１６２、１６４、１６６、１６８および１７０の相対的な位置に基づいて互いに対して可変インダクタンスでアンチノード部分１５２に誘導的に結合されている。クロック線１６２、１６４、１６６、１６８、および１７０の互いに対する可変誘導結合に基づいて、各クロック線１６２、１６４、１６６、１６８、および１７０によって伝搬される正弦波クロック信号ＣＬＫの振幅は、ほぼ等しくすることができ、従って、関連する回路（例えば、回路１８）の異なる部分に供給されるクロック信号ＣＬＫの異なる振幅に関連する可能性がある振幅誤差を軽減することができる。
【００２３】
図４の例において、第１のクロック線１６２は、アンチノード部分１５２の長さに沿って絶対的なアンチノード部分１６０に直線的な近接において最接近している。従って、第１のクロック線１６２は、アンチノード部分１５２に対して最も平行でない向きで示され、従って、正弦波クロック信号１０４の最大電流振幅ＩＣＬＫ（例えば、ピーク振幅ＩＰＫ）に最も近いことに基づいて、アンチノード部分１５２に対して最も弱い誘導結合を有する。言い換えれば、各クロック線１６２、１６４、１６６、１６８、および１７０上を伝搬するクロック信号ＣＬＫのほぼ等しい振幅を維持するために、第１のクロック線１６２は、最も弱い誘導結合を有して、正弦波クロック信号１５４の最大電流振幅ＩＣＬＫ（例えば、ピーク振幅ＩＰＫ）を有するアンチノード部分１５２（例えば、絶対的なアンチノード部分１６０）の一部を実質的に正規化する。第１のクロック線対１６４は、絶対的なアンチノード部分１６０に次に最も近いものであり、かつアンチノード部分１５２への誘導結合に対して次に最も平行でない。従って、第１のクロック線対１６４は、第１のクロック線１６２に対してアンチノード部分１５２により強く誘導的に結合され、残りのクロック線１６６、１６８、および１７０に対する誘導結合に関して次に最も弱いものである。
【００２４】
同様に、第２のクロック線対１６６は、第１のクロック線１６２および第１のクロック線対１６４と比べてより平行であり、アンチノード部分１５２により強く誘導結合されており、第３のクロック線対１６８は、クロック線１６２、１６４、および１６６のそれぞれと比べてより平行であり、アンチノード部分１５２により強く誘導結合されており、第４のクロック線対１７０は、最も平行であり、第１のクロック線１６２および第１のクロック線対１６２、１６４、１６６および１６８のそれぞれと比べてアンチノード部分１５２に対して最も強く誘導結合される。従って、クロック線１６２、１６４、１６６、１６８、および１７０のすべてを伝搬する正弦波クロック信号ＣＬＫのほぼ等しい振幅を維持するために、正弦波クロック信号１５４の電流振幅ＩＣＬＫの減少に対して、アンチノード部分１５２の部分のそれぞれにおいてクロック線１６２、１６４、１６６、１６８、および１７０の誘導結合が増加する。結果として、関連する回路の異なる部分における正弦波クロック信号ＣＬＫの異なる振幅から生じる関連する回路（例えば、回路１８）のタイミング機能の振幅誤差を実質的に軽減することができる。
【００２５】
図５は、アンチノードクロック分配システム２００の別の例を示す。アンチノードクロック分配システム２００は、図３の例における定在波共振器１０２等の個々の定在波共振器の単一のアンチノード部分２０２に対応することができる。アンチノードクロック分配システム２００は、図３の例における正弦波クロック信号１０４等の正弦波クロック信号２０４の電流振幅ＩＣＬＫを示す。従って、以下の図５の例の説明において図３の例を参照する。
【００２６】
図５の例において、アンチノード部分２０２が両方向に軸を中心に延びる定在波共振器（例えば、定在波共振器１０２）の一部である導体として示されている。アンチノード部分２０２は、正弦波クロック信号２０４の電流振幅ＩＣＬＫに関連する電流閾値ＩＴＨによって規定される。電流閾値ＩＴＨは、正弦波クロック信号２０４の絶対的なアンチノード２０６において、正弦波クロック信号２０４のピーク振幅ＩＰＫより小さい絶対値電流振幅とすることができ、アンチノード部分２０２が、正弦波クロック信号２０４の振幅ＩＣＬＫが電流閾値ＩＴＨと絶対的なアンチノード２０６におけるピーク振幅ＩＰＫとの間にある定在波共振器２０２の一部に対応する定在波共振器の長さとして規定される。例えば、電流閾値ＩＴＨの振幅は、アンチノード部分２０２が、正弦波クロック信号２０４の波長λに対して約λ／８の長さを有する。従って、アンチノード部分２０２は、正弦波クロック信号２０４の絶対的なアンチノード２０６に対応し、かつ整列された絶対的なアンチノード部分２１０を中心に実質的に対称的な長さ（絶対的なアンチノード部分２１０を中心に個別の定在波共振器２０２の対称的なλ／１６の長さ等）を有する。
【００２７】
図５の例において、アンチノードクロック分配システム２００は、各々がアンチノード部分２０２に誘導的に結合された複数のクロック線を含む。クロック線は、第１のクロック線２１２、第１のクロック線対２１４、第２のクロック線対２１６、第３のクロック線対２１８、第４のクロック線対２２０を含む。クロック線２１２、２１４、２１６、２１８、および２２０のすべては、アンチノード部分２０２に誘導的に結合される。図５の例において、クロック線２１２、２１４、２１６、２１８、２２０の各々は、アンチノード部分２０２の長さに沿って実質的に平行に延在する。一例として、誘導結合は、クロック線２１２、２１４、２１６、２１８、２２０の各々に関して実質的に等しくすることができる。しかしながら、クロック線２１２、２１４、２１６、２１８および２２０の互いに対する近接性および絶対的なアンチノード部分２０８に対する近接性に基づいて、クロック線２１２、２１４、２１６、２１８および２２０の各々に伝搬する正弦波クロック信号の電流振幅ＩＣＬＫは、関連する回路（例えば、回路１８）のタイミング機能に関連する振幅誤差を実質的に軽減するのに十分であり得る。
【００２８】
別の例として、クロック線２１２、２１４、２１６、２１８、および２２０は、互いに対して可変インダクタンスを有することができる。例えば、クロック線２１２、２１４、２１６、２１８および２２０の互いに対する可変誘導結合に基づいて、クロック線２１２、２１４、２１６、２１８、および２２０の各々によって伝搬される正弦波クロック信号ＣＬＫの振幅は、実質的に等しくすることができ、関連する回路（例えば、回路１８）の異なる部分に提供されるクロック信号ＣＬＫの異なる振幅に関連する振幅誤差を軽減することができる。図５の例において、第１のクロック線２１２の平行部分は、アンチノード部分２０２の長さに沿って絶対的なアンチノード部分２１０を中心に対称的に配置されている。従って、第１のクロック線２１２は、アンチノード部分２０２に対する最も弱い誘導結合を提供するために、アンチノード部分２０２から半径方向の近接性（ｒａｄｉａｌ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）において最も遠くに（例えば、アンチノード部分２１０の断面から最も遠くに）配置される。あるいは、第１のクロック線２１２の平行部分は、他のクロック線２１４、２１６、２１８および２２０よりも長さが短くなるようにして、アンチノード部分２０２に最も弱い誘導結合を提供することができる。
【００２９】
このように、図４の例に関して以前に説明したのと同様に、クロック線２１４は、次に最も強い誘導結合を有し、より強い誘導結合を有するクロック線２１６が続き、より強い誘導結合を有するクロック線２１８が続き、最も強い誘導結合を有するクロック線２２０が続く。個々のクロック線２１２、２１４、２１６、２１８、２２０における個々の正弦波クロック信号ＣＬＫの電流振幅ＩＣＬＫをほぼ等しく設定するために、誘導結合の変化は、アンチノード部分２０２に対する平行部分の長さを増加させる個々の増加する半径方向の近接性を有するクロック線２１２、２１４、２１６、２１８、および２２０と、個々のクロック線２１２、２１４、２１６、２１８、および２２０の向きの変化（例えば、図４の例に関して以前に説明したのと同様のもの）と、ファクターの組み合わせと、または個々のクロック線２１２、２１４、２１６、２１８、および２２０の相対的なインダクタンスを調整するための様々な他の方法のうちの任意のものとに基づいて行うことができる。結果として、関連する回路の異なる部分における正弦波クロック信号ＣＬＫの異なる振幅から生じる関連する回路（例えば、回路１８）のタイミング機能の振幅誤差を実質的に軽減することができる。
【００３０】
図６は、クロック分配システム２５０の別の例を示している。クロック分配システム２５０は、レシプロカル量子論理（ＲＱＬ）回路設計などの様々な応用において実施することができる。例えば、クロック分配システム２５０は、ＩＣチップ内に、またはＩＣチップの一部として実装することができる。
【００３１】
クロック分配システム２５０は、少なくとも１つの同相定在波共振器２５２および少なくとも１つの直交位相（Ｑ相）定在波共振器２５４を含み、これらの共振器は、同相正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＱ相正弦波クロック信号ＣＬＫＱにそれぞれ関連する半波長の半波長、一波長、または半波長の整数倍にほぼ等しい。例えば、同相およびＱ相の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱは、振幅および周波数に関して実質的に等しい信号として構成することができ、かつ互いに対して約９０°位相がずれている。従って、定在波共振器２５２、２５４は、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩ、ＣＬＫＱが定在波共振器２５２、２５４上で定在波として発振するように、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩ、ＣＬＫＱを受信して伝搬するように構成されている。結果として、定在波共振器２５２および２５４はそれぞれ、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱの絶対的なアンチノードに関連する１つまたは複数の専用のアンチノード部分２５６を含む。例えば、正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱは、個々の定在波共振器２５２および２５４の物理的な長さに対応する波長に関連する高調波正弦波信号とすることができる。言い換えれば、定在波共振器２５２および２５４は、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱの半波長の倍数にほぼ等しい物理的な長さを有し、その結果、複数のアンチノード部分２５６が、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱの高調波の次数（例えば、各高調波に対して１つのピークまたは１つの谷）に等しいものとなる。
【００３２】
クロック分配システム２５０はまた、関連するＲＱＬ回路２６２に提供される複数の同相クロック線２５８およびＱ相クロック線２６０を含む。図６の例において、クロック線２５８および２６０は、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱをＲＱＬ回路２６２に伝搬して、ＲＱＬ回路２６２が個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱに基づいてＲＱＬタイミング機能を実現することを可能にする。クロック線２５８および２６０の各々は、個々の定在波共振器２５２および２５４に沿ったアンチノード部分（単数または複数）２５６の個々の１つに結合することができる。一例として、クロック線２５８および２６０は、図４および図５の例において以前に説明したように、個々の定在波共振器２５２および２５４に誘導的に結合されており、かつＲＱＬ回路２６２に関連する個々の導体に誘導的に結合されている。従って、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱは、クロック線２５８および２６０のアンチノード（単数または複数）への結合に基づいて、クロック線２５８および２６０の各々に沿って実質的に同様の（例えば、等しい）電流振幅を有することができる。
【００３３】
図７は、ＲＱＬ回路チップ３００の一例を示す．ＲＱＬ回路チップ３００は、スタンドアローンＲＱＬ  ＩＣチップであるか、または追加回路（例えば、量子コンピューティング）コンポーネントを含むより大きなＩＣチップの一部であってもよい。一例として、ＲＱＬ回路チップ３００は、所与の１つまたは複数の材料ウェハ（例えば、半導体、金属、および／または誘電体材料を含む等）により複数のＲＱＬ回路チップ３００を製造する等、様々な回路製造プロセスのいずれかに基づいて製造することができる。
【００３４】
ＲＱＬ回路チップ３００は、複数のＮ個の同相共振器（Ｉ共振器）３０２と複数のＮ個の直交位相共振器（Ｑ共振器）３０４とを含み、Ｎは正の整数である。同相および直交位相共振器３０２および３０４の各々は、それぞれ正弦波信号として提供することができる同相クロック信号ＣＬＫＩおよび直交位相クロック信号ＣＬＫＱとして図７に示された個々のクロック信号を受信して共振させる定在波共振器として構成することができる。同相共振器３０２は、ＲＱＬ回路チップ３００の一方の側に供給された同相クロック信号ＣＬＫＩを受信し、直交位相共振器３０４は、ＲＱＬ回路チップの反対側に供給された直交位相クロック信号ＣＬＫＱを受信する。同相クロック信号ＣＬＫＩと直交位相クロック信号ＣＬＫＱとは、ＲＱＬ回路チップ３００内で分割したものとして各々示されており、全ての同相共振器３０２が実質的に同一の同相クロック信号ＣＬＫＩを受信し共振させ、全ての直交位相共振器３０４が実質的に同一の直交位相クロック信号ＣＬＫＱを受信し共振させる。
【００３５】
一例として、同相および直交位相共振器３０２および３０４の各々は、図３の例における定在波共振器システム１００と実質的に同様に構成することができる。従って、同相および直交位相共振器３０２および３０４の各々は、少なくとも１つのクロック線が結合される少なくとも１つのアンチノード部分を含む。従って、個々のクロック線は、同様に、ＲＱＬ回路チップ３００に含まれるような、ＲＱＬ回路に関連する導体に（例えば、誘導的に）結合することができる。例えば、個々のクロック線の同相および直交位相共振器３０２および３０４のアンチノード部分への誘導結合は、互いに対して可変であり得、その結果、正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱは、個々のクロック線の各々においてほぼ等しい電流振幅を有することができる。
【００３６】
図７の例において、同相及び直交位相共振器３０２及び３０４は、互いに対して交互に配置されていることが示されている。同相および直交位相共振器３０２および３０４の各々の数Ｎは、同相および直交位相共振器３０２および３０４がＲＱＬ回路チップ３００の所与の製造層を横断する等、ＲＱＬ回路チップ３００の実質的に全部に広がって延在するようにすることができる。従って、同相および直交位相共振器３０２および３０４の各々に関連するクロック線は、個々の同相および直交位相３０２および３０４からＲＱＬ回路チップ３００内の対応するＲＱＬ回路コンポーネントまで比較的短い距離だけ延びることができる。その結果、同相および直交位相共振器３０２および３０４と関連するＲＱＬ回路コンポーネントとの間のクロック線の比較的短い結合距離に基づいて、同相及び直交位相共振器３０２及び３０４は、個々のクロック信号ＣＬＫＩ、ＣＬＫＱに関連する位相誤差を実質的に軽減するように、関連するＲＱＬ回路コンポーネントに個々のクロック信号ＣＬＫＩ及びＣＬＫＱを提供することができる。
【００３７】
図７の例は、同相及び直交位相共振器３０２及び３０４の各々の所与の１つがＲＱＬ回路チップ３００の幅の実質的に全体に亘って延在していることを示しているが、複数の各同相および直交位相共振器３０２および３０４が、ＲＱＬ回路チップ３００を横断するように延在してもよい。従って、同相及び直交位相共振器３０２、３０４は、ＲＱＬ回路チップ３００の所与の製造層に亘って２次元アレイを形成することができる。従って、同相及び直交位相共振器３０２、３０４の各々は、個々のクロック信号ＣＬＫＩ、ＣＬＫＱを受信することができる。
【００３８】
図８は、クロック分配システム３５０のさらに別の例を示す。クロック分配システム３５０は、図７の例におけるＲＱＬ回路チップ３００等のＲＱＬ回路設計で実施することができる。
【００３９】
クロック分配システム３５０は、物理的な長さが同相正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＱ相正弦波クロック信号ＣＬＫＱにそれぞれ関連する波長の整数倍に実質的に等しい信号伝送線路としてそれぞれ構成された同相定在波共振器３５２および直交位相定在波共振器３５４を備えている。例えば、同相およびＱ相の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱは、振幅および周波数に関して実質的に等しい信号として構成することができ、かつ互いに対して約９０°位相がずれている。図８の例において、同相定在波共振器３５２および直交位相定在波共振器３５４は、それぞれ複数の同相定在波共振器および直交位相定在波共振器の一つとして示されている。従って、図７の例に示されているように、互いに対して交互に配置されたような追加の同相定在波共振器及び直交位相定在波共振器をクロック分配システム３５０に含ませることができる。
【００４０】
定在波共振器３５２、３５４は、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩ、ＣＬＫＱが定在波共振器３５２、３５４上で定在波として発振するように、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩ、ＣＬＫＱを受信して伝搬するように構成されている。その結果、定在波共振器３５２は、正弦波クロック信号ＣＬＫＩの絶対的なアンチノードに関連する複数のアンチノード部分３５６を含み、定在波共振器３５４は、正弦波クロック信号ＣＬＫＱの絶対的なアンチノードに関連する複数のアンチノード部分３５８を含む。クロック分配システム３５０はまた、アンチノード部分３５６から延びる複数の同相クロック線３６０と、アンチノード部分３５８から延びる複数の直交位相クロック線３６２とを含む。図８の例において、クロック線３６０および３６２は、関連するＲＱＬ回路（たとえば、ＲＱＬ回路３６２）等に、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱを伝搬する。一例として、クロック線３６０および３６２は、図４および図５の例で以前に説明したように、個々の定在波共振器３５２および３５４に誘導的に結合することができる。従って、個々の正弦波クロック信号ＣＬＫＩ及びＣＬＫＱは、クロック線３６０及び３６２のアンチノード部分（単数または複数）３５６および３５８への結合に基づいて、クロック線３６０及び３６２の各々に沿って実質的に同様の（例えば等しい）電流振幅を有することができる。
【００４１】
図８の例において、個々の定在波共振器３５２および３５４のアンチノード部分３５６および３５８は、定在波共振器３５２および３５４の個々の一つのそれぞれに沿って延びる軸線に対して実質的に同軸であるものとして示され、かつ以下では「同軸アンチノード部分」と呼称される。図８の例において、個々のアンチノード部分３５６および３５８の間の定在波共振器３５２および３５４の一部が実質的に非線形であるものとして示されており、同軸アンチノード部分３５６および３５８を通過するように延びる軸の個々の同軸アンチノード部分３５６および３５８の間における距離が、個々の同軸アンチノード部分３５６および３５８を相互接続する部分の長さよりも短くなるようになっている。代替的に、個々のアンチノード部分３５６および３５８の間の定在波共振器３５２および３５４の部分は、それら部分のサイズをさらに縮小するために分路コンデンサによって置換して接地に接続してもよい。従って、同軸アンチノード部分３５６および３５８、ならびに同軸アンチノード部分３５６および３５８を相互接続する非線形部分の配置は、個々のクロック線３６０および３６２の分布の実質的な最適化をもたらすことができる。言い換えれば、定在波共振器３５２、３５４を図８の例に示すように配置することにより、クロック線３６０および３６２の分布を、定在波共振器３５２および３５４の長さに沿って最適化して、クロック線３６０および３６２の長さを実質的に短くし、十分な数のクロック線３６０および３６２を個々のＲＱＬ回路チップの領域に沿って配置することができる。従って、正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱは、正弦波クロック信号ＣＬＫＩおよびＣＬＫＱに関連する振幅誤差を実質的に軽減するように、ＲＱＬ回路チップの実質的にすべての部分に効果的に供給されることができる。
【００４２】
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含まれるそのような変更、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。
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］
ＩＣ（集積回路）チップであって、
同相正弦波クロック信号および直交位相正弦波クロック信号に基づいて動作するように構成されたＲＱＬ（レシプロカル量子論理）回路と、
前記同相正弦波クロック信号を受信して共振させるように構成された第１の定在波共振器と、
前記直交位相正弦波クロック信号を受信して共振させるように構成された第２の定在波共振器と、前記第１および第２の定在波共振器は、それぞれ個々の前記同相正弦波クロック信号および前記直交位相正弦波クロック信号のピーク電流振幅に関連する少なくとも１つのアンチノード部分を含み、
前記ＲＱＬ回路に誘導的に結合され、かつ前記第１および第２の定在波共振器の各々の前記少なくとも１つのアンチノード部分の各々に誘導的に結合された少なくとも１つのクロック線とを備え、前記少なくとも１つのクロック線は、前記ＲＱＬ回路に関連するタイミング機能のために前記同相および直交位相正弦波クロック信号の個々の一つを伝搬するように構成されている、ＩＣチップ。
［付記２］
前記第１の定在波共振器は、第１の正弦波クロック信号を受信するようにそれぞれ構成された第１の複数の定在波共振器を含み、前記第２の定在波共振器は、第２の正弦波クロック信号を受信するようにそれぞれ構成された第２の複数の定在波共振器を含み、前記第１および第２の複数の定在波共振器は、互いに対して交互に配置されている、付記１に記載のＩＣチップ。
［付記３］
前記少なくとも１つのアンチノード部分の各々は、前記同相および直交位相正弦波クロック信号の個々の１つに関連する所定の電流振幅閾値と絶対的なアンチノードに関連するピーク電流振幅との間にある前記同相および直交位相正弦波クロック信号の個々の一つの電流振幅によって規定される前記第１および第２の定在波共振器の個々の一つの所定の長さを含み、前記少なくとも１つのクロック線は、前記少なくとも１つのアンチノード部分の前記所定の長さに沿って結合された複数のクロック線を含む、付記１に記載のＩＣチップ。
［付記４］
前記複数のクロック線の各々は、前記絶対的なアンチノードからの個々の前記少なくとも１つのアンチノード部分の長さに沿った距離に基づいて、所定のインダクタンスの大きさで前記少なくとも１つのアンチノード部分に誘導的に結合されて、前記複数のクロック線の各々において実質的に等しい電流振幅を提供する、付記３に記載のＩＣチップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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