(57)【要約】一例は、調整可能な電流要素を含む磁束源システムを含む。調整可能な電流要素は、第１の制御電流を伝導する第１の制御線に誘導結合されたＳＱＵＩＤを含み、第１の制御電流は、ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる。システムは、ＳＱＵＩＤを備える直列ループ内にあり、かつ第２の制御電流を伝導する第２の制御線に誘導結合されたインダクタをも含み、第２の制御電流は、直列ループ内に制御磁束を誘導して、調整可能な電流の離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の１つに設定して、少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態に対応する振幅で磁束を供給する電流を生成する。
2021518991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの調整可能な電流要素を備える磁束源システムであって、前記少なくとも１つの調整可能な電流要素の各々は、
第１の制御電流を伝導するように構成された第１の制御線に誘導結合された超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）であって、前記第１の制御電流は、前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる、前記ＳＱＵＩＤと、
前記ＳＱＵＩＤを備える直列ループに配置され、かつ第２の制御電流を伝導するように構成された第２の制御線に誘導結合されたインダクタであって、前記第２の制御電流は、前記直列ループに制御磁束を誘導して、前記個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、前記少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の１つに設定し、前記ＳＱＵＩＤは、前記少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態に対応する振幅で磁束を供給する電流を生成するように構成される、前記インダクタと、を備える磁束源システム。
【請求項２】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、および第３のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合される前記第１の制御電流と、前記第３のジョセフソン接合に誘導結合される第３の制御電流とによって制御される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、第３のジョセフソン接合、および第４のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合される前記第１の制御電流と、前記第２のジョセフソン接合に誘導結合される第３の制御電流と、前記第３のジョセフソン接合に誘導結合される第４の制御電流とによって制御される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの調整可能な電流要素は、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列を含むアレイに配置された複数の調整可能な電流要素を含み、前記複数の調整可能な電流要素の各々は、少なくとも１つの第１の制御電流および少なくとも１つの第２の制御電流を介して制御される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１の制御電流の各々は、個々の１つの少なくとも１つの列に対応し、前記少なくとも１つの第２の制御電流の各々は、個々の１つの少なくとも１つの行に対応する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の制御電流は、複数の第１の制御電流を含み、前記少なくとも１つの第２の制御電流は、複数の第２の制御電流を含み、前記少なくとも１つの行は、複数の行を含み、前記少なくとも１つの列は、複数の列を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、および第３のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の列の個々の１つに関連する前記複数の第１の制御電流のうちの１つによって、かつ前記第３のジョセフソン接合に誘導結合された複数の第３の制御電流のうちの１つによって制御され、前記複数の第３の制御電流の各々は、前記複数の列にわたって前記複数の行の各々に互い違いに関連付けられる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数の第１の制御電流の各々が、前記複数の行または前記複数の列のうちの少なくとも２つに関連付けられ、前記複数の第２の制御電流の各々が、前記複数の行または前記複数の列のうちの他の少なくとも２つに関連付けられる、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＳＱＵＩＤが、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、第３のジョセフソン接合、および第４のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の列のうちの少なくとも２つに関連付けられた前記複数の第１の制御電流のうちの１つと、前記第２のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の行のうちの少なくとも２つに関連付けられた複数の第３の制御電流のうちの１つと、前記第３のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の行のうちの適切な一部および前記複数の列のうちの適切な一部に関連付けられた第４の制御電流と、によって制御される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
請求項４に記載の磁束源システムを備える回路システムであって、前記複数の調整可能な電流要素のうちの少なくとも１つに誘導結合された少なくとも１つの回路デバイスをさらに備え、前記複数の調整可能な電流要素のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの調整可能な電流要素の各々から磁束を誘導的に受け取るように構成される、回路システム。
【請求項１１】
調整可能な電流要素を介して磁束を生成するための方法であって、
第１の制御線上に供給される第１の制御電流をアクティブにするステップと、前記第１の制御線は、前記調整可能な電流要素に関連付けられた超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）に誘導結合されており、前記第１の制御電流は、前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させ、
第２の制御線上に供給される第２の制御電流をアクティブにするステップと、前記第２の制御線は、前記調整可能な電流要素に関連付けられたＳＱＵＩＤを備える直列ループに設けられるインダクタに誘導結合されており、前記第２の制御電流は、前記直列ループにおける制御磁束を誘導して、離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションから変化させて、前記調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の個々の１つに設定し、
前記第１の制御電流を非アクティブにして、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を増加させるステップと、
前記第２の制御電流を非アクティブにして、前記調整可能な電流要素をデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションに戻して、前記調整可能な電流要素のエネルギー状態が、離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁に基づいて、離散エネルギー状態の個々の１つに維持されるようにするステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記調整可能な電流要素のエネルギー状態は、離散エネルギー状態の最初の１つに対応する第１のエネルギー状態に最初に設定され、前記第１の制御電流をアクティブにするステップは、前記第１の制御電流をアクティブにして、前記ＳＱＵＩＤにおけるバイアス磁束を誘導して、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させることを含み、前記調整可能な電流要素のエネルギー状態が、離散エネルギー状態のデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおいて前記第１のエネルギー状態からゼロエネルギー状態に減少する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記調整可能な電流要素のエネルギー状態は、離散エネルギー状態の最初の１つに対応する第１のエネルギー状態に最初に設定され、前記方法は、前記第１の制御電流をアクティブにする前に、前記第２の制御電流を第１の振幅で最初にアクティブにして、離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、前記第１のエネルギー状態を残りの複数の離散エネルギー状態と比較して最小のエネルギーに設定するステップをさらに含み、前記第２の制御電流をアクティブにすることは、前記第１の制御電流を非アクティブにする前に、前記第２の制御電流を前記第１の振幅から第２の振幅に変化させて、残りの複数の離散エネルギー状態と比較して最小のエネルギーにある第２のエネルギー状態を設定することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＳＱＵＩＤが、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、および第３のジョセフソン接合を含み、前記方法は、第３の制御線上に供給される第３の制御電流をアクティブにするステップをさらに含み、前記第１および第３の制御線がそれぞれ前記第１および第２のジョセフソン接合に誘導結合され、前記第１および第３の制御電流が前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、第３のジョセフソン接合、および第４のジョセフソン接合を含み、方法は、
第３の制御線上に供給される第３の制御電流をアクティブにするステップと、
第４の制御線上に供給される第４の制御電流をアクティブにするステップと、を含み、前記第１、第３、および第４の制御線はそれぞれ、前記第１、第３、および第４のジョセフソン接合に誘導結合され、前記第１、第３、および第４の制御線は、前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
磁束が第１の磁束であり、前記調整可能な電流要素が、少なくとも１つの行および少なくとも１つの行を含むアレイに配置された複数の調整可能な電流要素のうちの第１の調整可能な電流要素であり、前記第１の制御電流をアクティブにするステップは、前記アレイの個々の第１の列に対応する複数の第１の制御線のうちの１つ上に供給される複数の第１の制御電流のうちの１つをアクティブにすることを含み、前記第２の制御電流をアクティブにするステップは、前記アレイの他の個々の第１の行に対応する複数の第２の制御線のうちの１つ上に供給される複数の第２の制御電流のうちの１つをアクティブにすることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列を含むアレイに配置された複数の調整可能な電流要素を備える磁束源システムであって、前記複数の調整可能な電流要素の各々は、
個々の少なくとも１つの列に関連付けられ、かつ第１の制御電流を伝導するように構成された少なくとも１つの第１の制御線の個々の１つに誘導結合された超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）と、個々の１つの少なくとも１つの第１の制御電流は、前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させ、
前記ＳＱＵＩＤを備える直列ループに配置され、かつ個々の少なくとも１つの行に関連付けられた個々の１つの少なくとも１つの第２の制御電流を伝導するように構成された少なくとも１つの第２の制御線の１つに誘導結合されたインダクタと、を含み、個々の１つの少なくとも１つの第２の制御電流が前記直列ループに制御磁束を誘導して、個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の１つに設定し、前記ＳＱＵＩＤが、少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態に対応する振幅で磁束を提供する電流を生成するように構成される、磁束源システム。
【請求項１８】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、および第３のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合される少なくとも１つの第１の制御電流のうちの１つと、前記第２のジョセフソン接合に誘導結合される少なくとも１つの第３の制御電流のうちの１つとによって制御され、前記少なくとも１つの第３の制御電流の各々は、前記少なくとも１つの列にわたって前記少なくとも１つの行の各々に互い違いに関連付けられる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの第１の制御電流の各々が、前記複数の列のうちの少なくとも２つに関連付けられ、前記少なくとも１つの第２の制御電流の各々が、前記複数の行のうちの少なくとも２つに関連付けられる、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ＳＱＵＩＤが、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、第３のジョセフソン接合、および第４のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合される少なくとも１つの第１の制御電流のうちの１つと、前記第２のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の行におけるうちの少なくとも２つに関連付けられた少なくとも１つの第３の制御電流のうちの１つと、前記第３のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の行における適切な一部および前記複数の列における適切な一部に関連付けられる第４の制御電流と、によって制御される、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、超伝導回路システムに関し、詳しくは、磁束源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導デジタル技術は、前例のない高速、低消費電力、および低動作温度の点で利点のあるコンピューティングおよび／または通信リソースを提供してきた。超伝導技術は、基本的な情報単位が量子ビットであり、かつデジタルゲート演算によって計算が進行するデジタル量子コンピューティングと、量子アニーリングなどのアナログ量子コンピューティング技術との両方に対して潜在的な技術的能力を提供する。量子技術の場合、ビット情報は、特定の用途に対する解に達するまでの時間を劇的に向上させることができる独自の量子特性である量子重ね合わせで存在することができる。コンピューティング用途に加えて、超伝導技術は、超高感度の検出器としても期待されている。超伝導コンピューティング回路を含む、古典的および量子極低温コンピューティング回路およびセンシング回路の両方について、多数の構成要素の動作点を磁束源を介して設定することができる。例としては、量子アニーラ用の調整可能なカプラの結合強度の設定、キュービットの動作周波数、または、例えば、超伝導デジタルプロセッサの命令メモリ用などのメモリの動作周波数の設定が含まれる。
【発明の概要】
【０００３】
一例は、調整可能な電流要素を含む磁束源システムを含む。調整可能な電流要素は、第１の制御電流を伝導する第１の制御線に誘導結合されたＳＱＵＩＤを含み、第１の制御電流は、ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる。システムは、ＳＱＵＩＤを備える直列ループ内にあり、かつ第２の制御電流を伝導する第２の制御線に誘導結合されたインダクタをも含み、第２の制御電流は、直列ループ内に制御磁束を誘導して、調整可能な電流の離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の１つに設定して、少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態に対応する振幅で磁束を供給する電流を生成するようにする。
【０００４】
別の例は、調整可能な電流要素を介して磁束バイアスを生成する方法を含む。方法は、第１の制御線上に供給される第１の制御電流をアクティブにするステップを含み、第１の制御線は、調整可能な電流要素に関連付けられたＳＱＵＩＤに誘導結合され、第１の制御電流は、ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる。方法は、第２の制御線上に供給される第２の制御電流をアクティブにするステップをも含み、第２の制御線は、調整可能な電流要素に関連付けられたＳＱＵＩＤを備える直列ループに設けられたインダクタに誘導結合される。第２の制御電流は、直列ループに制御磁束を誘導して、離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを、調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションから変化させて、調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の個々の１つに設定する。方法は、第１の制御電流を非アクティブにして、調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を増加させるステップをも含む。方法は、第２の制御電流を非アクティブにして、調整可能な電流要素をデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションに戻すステップを更に含み、調整可能な電流要素のエネルギー状態が、離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁に基づいて離散エネルギー状態の個々の１つに維持される。
【０００５】
別の例は、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列を含むアレイに配置された複数の調整可能な電流要素を含む磁束源システムを含む。複数の調整可能な電流要素の各々は、個々の少なくとも１つの列に関連付けられ、かつ第１の制御電流を伝導するように構成された少なくとも１つの第１の制御線の個々の１つに誘導結合されたＳＱＵＩＤを含み、個々の１つの少なくとも１つの第１の制御電流は、ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる。調整可能な電流要素の各々は、ＳＱＵＩＤを備える直列ループに配置され、かつ個々の少なくとも１つの行に関連付けされた個々の１つの少なくとも１つの第２の制御電流を伝導するように構成された少なくとも１つの第２の制御線の１つに誘導結合されたインダクタを含む。個々の１つの少なくとも１つの第２の制御電流は、直列ループに制御磁束を誘導して、個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の１つに設定する。ＳＱＵＩＤは、少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態に対応する振幅で磁束を供給するための電流を生成するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一例の磁束バイアス源システムを示す図である。
【図２】一例の調整可能な電流要素を示す図である。
【図３】エネルギー状態を設定する一例の図表を示す図である。
【図４】エネルギー状態を設定する別の例の図表を示す図である。
【図５】エネルギー状態を設定するさらに別の例の図表を示す図である。
【図６】別の例の磁束源システムを示す図である。
【図７】別の例の調整可能な電流要素を示す図である。
【図８】別の例の磁束源システムを示す図である。
【図９】別の例の調整可能な電流要素を示す図である。
【図１０】別の例の磁束源システムを示す図である。
【図１１】磁束源システムにおいて電流振幅を設定するための方法の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示は、概して、超伝導回路システムに関し、詳しくは、磁束源システムに関する。磁束源システムは、磁束バイアスを提供することができる少なくとも１つの調整可能な電流要素を含む。本明細書で説明するように、「磁束」または「磁束バイアス」という用語は、ターゲット回路デバイスに誘導的に供給される、調整可能な電流要素によって生成される磁束を指す。調整可能な電流要素の各々は、少なくとも２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：ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｄｅｖｉｃｅ）を含み、かつ、ＳＱＵＩＤを備える直列ループに配置されたインダクタをさらに含む。第１の制御線は、第１の制御電流がＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導することができるように、ＳＱＵＩＤに（例えば、ＳＱＵＩＤのジョセフソン接合の１つに）誘導結合される。同様に、第２の制御電流が直列ループに制御磁束を誘導することができるように、第２の制御線がインダクタに誘導結合される。
【０００８】
ＳＱＵＩＤは、複数の離散エネルギー状態を有するように構成することができ、離散エネルギー状態の各々は、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおいてエネルギー障壁によって分離されている。よって、エネルギー障壁は、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおける離散エネルギー状態の安定性を維持する。従って、調整可能な電流要素（例えば、調整可能な電流要素のＳＱＵＩＤ）は、非ゼロの離散エネルギー状態の１つに設定され、これは、エネルギー障壁に基づいてデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおいて維持される。ＳＱＵＩＤで誘導されたバイアス磁束に応答して、エネルギー障壁が減少して、離散エネルギー状態がある程度不安定になる。それに応答して、調整可能な電流要素のエネルギー状態は、バイアス磁束に応答したエネルギー障壁の減少に基づいて、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおいてゼロエネルギー状態に減少する。第２の制御電流によって誘導される制御磁束に応答して、調整可能なエネルギー要素のポテンシャルエネルギーが変化して、離散エネルギー状態の相対エネルギーが変化する。従って、調整可能な電流要素のエネルギー状態を、制御磁束に応答して、かつ誘導されたバイアス磁束に基づいて変化させることができる。調整可能な電流要素のエネルギー状態を複数の離散エネルギー状態の所与の１つに設定した上で、バイアス磁束を非アクティブにしてエネルギー障壁を戻すことができる。その結果、他の離散エネルギー状態と比較して最小である離散エネルギー状態の個々の１つは、調整可能な電流要素のエネルギー状態として設定される。
【０００９】
一例として、磁束源システムは、行および列のアレイに配置された複数の調整可能な電流要素を含むことができる。例えば、第１および第２の制御線を個々の行および列に関連付けることができる。本明細書で説明するように、アレイの行および列は、調整可能な電流要素の所与の１つにアクセスする目的に関して、第１および第２の制御線に関して非特定的（ｎｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）であると見なされるべきであり、ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導するための第１の制御電流を供給する第１の制御線は、アレイの行または列に関連付けられ、直列ループに制御磁束を誘導するための第２の制御電流を供給する第２の制御線は、アレイの他の行または列に関連付けられる。従って、本明細書で説明するように、制御線は、行および列の特定の実施形態に限定されない。さらに、本明細書でより詳細に説明されるように、ＳＱＵＩＤは、ジョセフソン接合の非対称性の問題を緩和するために、かつ／または所与の行または列における各調整可能な電流要素にエネルギー状態を設定するのとは対照的に、特定の個々の調整可能な電流要素にアドレス指定するための方法を提供するために、３つ以上のジョセフソン接合を含むことができる。
【００１０】
図１は、一例の磁束源システム１０を示している。磁束源システム１０は、量子コンピューティング環境などにおいて、１つまたは複数のターゲット１２に磁束バイアスを提供するように様々な量子コンピュータシステムまたは古典的／量子コンピュータシステムのいずれかで実施することができる。例えば、磁束源システム１０は、様々な回路構成要素に磁束バイアスを提供するためのアニーリング用途において実施することができる。
【００１１】
図１の例では、磁束源システム１０は、複数のＮ個の調整可能な電流要素１４を含み、ここで、Ｎは正の整数である（例えば、Ｎは１に等しい場合がある）。調整可能な電流要素１４は、ターゲット（単数または複数）１２に、１６で概略的に示される磁束バイアスΦ１からΦＮをそれぞれ提供することができる個々の１つの複数の電流を生成するように構成される。調整可能な電流要素１４は、それぞれ、別々の個々の制御線上に供給される複数の制御電流ＣＴＲＬ１からＣＴＲＬＭを介して制御することができる。一例として、本明細書でより詳細に説明するように、制御電流ＣＴＲＬは、個々のグループの制御電流に対応することができ、各グループは、調整可能な電流要素１４に関して別々の個々の機能を有する。制御電流ＣＴＲＬは、個々の調整可能な電流要素１４におけるバイアス磁束および制御磁束を誘導して、調整可能な電流要素１４の各々を個々のエネルギー状態に設定することができる。本明細書で説明するように、「エネルギー状態」という用語は、個々の調整可能な電流要素１４を介して供給される電流ＩＦＬＵＸの量子化された振幅を指し、磁束バイアスΦの振幅は、対応する電流ＩＦＬＵＸの振幅に対応している。
【００１２】
図２は、一例の調整可能な電流要素５０を示している。調整可能な電流要素５０は、図１の例における調整可能な電流要素１４のうちの１つに対応することができる。従って、図２の例に関する以下の説明では、図１の例を参照する。
【００１３】
調整可能な電流要素５０は、並列に配置された第１のジョセフソン接合Ｊ１および第２のジョセフソン接合Ｊ２を含み、かつ超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）５２に対応する。ＳＱＵＩＤ５２は、インダクタＬ１を備える直列ループに配置されているものとして示されている。図２の例では、第１の制御線５４は、ＳＱＵＩＤ５２に誘導結合されているものとして示されている。図２の例は、第１の制御線５４が全体としてＳＱＵＩＤ５２に誘導結合されることを示しているが、第１の制御線５４は、ジョセフソン接合Ｊ１およびＪ２の単一の１つまたは両方に誘導結合することができることが理解されるべきである。第１の制御線５４は、第１の制御電流ＣＴＲＬＸを伝導するものとして示されている。一例として、Ｘは、調整可能な電流要素５０のアレイに関連付けられた複数の列（または行）のうちの所与の１つに対応することができる。同様に、第２の制御線５６は、インダクタＬ１に誘導結合されているものとして示されている。第２の制御線５６は、第２の制御電流ＣＴＲＬＺを伝導するものとして示されている。一例として、Ｙは、調整可能な電流要素５０のアレイに関連付けられた複数の行（または列）のうちの所与の１つに対応することができる。従って、本明細書でより詳細に説明するように、第１および第２の制御電流ＣＴＲＬＸおよびＣＴＲＬＺは、メモリアレイと同様のアドレス指定可能な方法などで、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態を設定することができる。
【００１４】
一例として、ＳＱＵＩＤ５２は、複数の離散エネルギー状態を有するように構成することができ、複数の離散エネルギー状態の各々は、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおけるエネルギー障壁によって分離されている。よって、エネルギー障壁は、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおける離散エネルギー状態の安定性を維持する。よって、調整可能な電流要素５０（例えば、調整可能な電流要素５０のＳＱＵＩＤ５２）は、エネルギー障壁に基づいてデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおいて維持することができる、複数の非ゼロの離散エネルギー状態の１つに設定することができる。換言すれば、本明細書でより詳細に説明するように、エネルギー状態が設定され、離散エネルギー状態間のエネルギー障壁が確立されると（例えば、ゼロバイアス磁束を介して）、ＳＱＵＩＤ５２のポテンシャルエネルギーが変化した場合であっても、例えば、単一の調整可能な電流要素５０のアドレス指定に応答して、調整可能な電流要素５０の行または列全体のポテンシャルエネルギーが変化した場合などであっても、ＳＱＵＩＤ５２は、ヒステリシスのある（ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃ）磁束Φを提供することができる。
【００１５】
例えば、第１の制御電流ＣＴＲＬＸは、ＳＱＵＩＤ５２内にバイアス磁束を誘導して、調整可能な電流要素５０の離散エネルギー状態間のエネルギー障壁を減少させることができる。別の例として、第２の制御電流ＣＴＲＬＺは、調整可能な電流要素５０の直列ループ内に制御磁束を誘導して、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギーを変化させることができる。従って、バイアス磁束によって調整可能な電流要素５０の離散エネルギー状態間のエネルギー障壁が減少している間などに、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギーを操作することによって、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態をＳＱＵＩＤ５２の複数の非ゼロエネルギー状態の１つに設定することができる。本明細書で説明するように、ＳＱＵＩＤ５２および調整可能な電流要素５０に全体として適用される「エネルギー状態」および「ポテンシャルエネルギー」という各用語は、本明細書では交換可能に使用される。換言すれば、「エネルギー状態」という用語は、全体としてＳＱＵＩＤ５２または調整可能な電流要素５０のエネルギー状態を指すことができ、「ポテンシャルエネルギー」という用語は、全体としてＳＱＵＩＤ５２のポテンシャルエネルギーまたは調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギーを指すことができる。
【００１６】
一例として、第１の制御電流ＣＴＲＬＸを介してＳＱＵＩＤ５２に誘導されたバイアス磁束に応答して、エネルギー障壁を減少させて、離散エネルギー状態の不安定性を提供することができる。これに応答して、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態は、誘導されたバイアス磁束を介したエネルギー障壁の減少に基づいて、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおいてゼロエネルギー状態に減少する。第２の制御電流ＣＴＲＬＺによって誘導される制御流束に応答して、離散エネルギー状態の相対エネルギーを変化させることができるように、調整可能なエネルギー要素５０のポテンシャルエネルギーを変化させることができる。従って、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態を、制御磁束に応答して、かつ誘導されたバイアス磁束に基づいて変化させることができる。調整可能な電流要素５０のエネルギー状態を複数の離散エネルギー状態の所与の１つに設定した上で、バイアス磁束を非アクティブにしてエネルギー障壁を戻すことができる。その結果、他の離散エネルギー状態と比較して最小である離散エネルギー状態の個々の１つが、調整可能な電流要素のエネルギー状態として設定されることができる。次に、制御磁束を非アクティブにして、調整可能な電流要素５０をデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションに戻すことができる。
【００１７】
図３は、エネルギー状態を設定することの例示的な図表１００を示している。図表１００は、図１および図２の個々の例における調整可能な電流要素１４および５０などの所与の調整可能な電流要素のポテンシャルエネルギーおよびエネルギー障壁の変化のシーケンスに対応することができる、１０２、１０４、１０６、１０８、および１１０として示される５つのグラフのセットを含む。従って、以下の図３の例の説明では、図１および図２の例が参照される。
【００１８】
図表１００の各グラフは、Ｙ軸にエネルギー振幅を示し、Ｘ軸にエネルギー状態量子化数を示している。調整可能な電流要素５０のエネルギー状態の設定は、磁束（例えば、バイアス磁束および制御磁束）がＳＱＵＩＤ５２の誘導ポテンシャルエネルギーにどのように影響するかによって説明することができる。ＳＱＵＩＤ５２のポテンシャルエネルギーは、次のように定義することができる。
【００１９】
【数１】
2021518991.tif 000003
式中、ΦＸは第１の制御電流ＣＴＲＬＸに基づくバイアス磁束である。
ΦＺは第１の制御電流ＣＴＲＬＺに基づくバイアス磁束である。
γは非線形クロストーク位相を記述する項である。
【００２０】
Φ０は超伝導磁束量子を記述する項である。
ここで、Φ０＝ｈ／２ｅ
式中、ｈはプランク定数である。
【００２１】
ｅは電子の電荷である。
Ｌはループインダクタンスである。
ＵＬはポテンシャルエネルギーのスケールファクターである。
【００２２】
Ｉｃは個々のジョセフソン接合の臨界電流である。
【００２３】
【数２】
2021518991.tif 000004
式中、ｎはＳＱＵＩＤ５２のエネルギー状態である。
ＮＪ＝ＳＱＵＩＤ５２におけるジョセフソン接合の数。
式１〜３で示される定義に基づいて、ＳＱＵＩＤ５２のポテンシャルエネルギーＵ／ＵＬは、超伝導相の関数として、次のように定義することができる。
【００２４】
【数３】
2021518991.tif 000005
従って、図表１００の各グラフは、調整可能な電流要素５０の１１２で示される（Ｙ軸上のエネルギーの単位Ｕ／ＵＬにおける）ポテンシャルエネルギーを含む。
第１のグラフ１０２は、ポテンシャルエネルギー１１２のデフォルトコンディション、従って、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションを示している。本明細書で説明するように、ポテンシャルエネルギー１１２の「デフォルトのコンディション」、または単に「デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディション」という用語は、印加バイアス磁束ΦＸおよび印加制御磁束ΦＺがなく、従って、第１および第２の制御電流ＣＴＲＬＸとＣＴＲＬＺがそれぞれ印加されないコンディションを説明する。従って、第１のグラフ１０２は、「０」から「１０」まで番号付けされる離散エネルギー状態指標として示される離散エネルギー状態が、上昇するエネルギー振幅を有し、エネルギー障壁によって分離されて、離散エネルギー状態の各々の間の安定性を提供していることを示す。第１のグラフ１０２では、１１４において示される調整可能な電流要素５０のエネルギー状態は、最初に「０」で示される。しかしながら、調整可能な電流要素５０の初期エネルギー状態１１４は、離散エネルギー状態の安定性を提供するエネルギー障壁、従って、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態１１４のヒステリシスに基づくデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおける任意の離散エネルギー状態であり得ることを理解されたい。
【００２５】
第２のグラフ１０４は、バイアス磁束ΦＸの印加に応答したエネルギー障壁の減少を示している。前述したように、第１の制御電流ＣＴＲＬＸは、ＳＱＵＩＤ５２にバイアス磁束ΦＸを誘導することができ、これにより、ＳＱＵＩＤ５２の離散エネルギー状態間のエネルギー障壁を減少させることができる。結果として、ＳＱＵＩＤ５２のエネルギー状態は、エネルギー障壁の減少に起因するエネルギー状態の不安定性に基づいて、いくらかの非ゼロエネルギー状態からゼロエネルギー状態に減少する。従って、本明細書でより詳細に説明するように、ＳＱＵＩＤ５２は、エネルギー状態の指標番号（例えば、図３の例に示されるように最大１０）とゼロとの間の差に基づいてエネルギーを放出する。本明細書でもより詳細に説明するように、ＳＱＵＩＤ５２は、代わりに、調整可能な電流要素５０が放出されたエネルギーの振幅を緩和するように設定された第１の状態と第２の状態との間の差に基づいてエネルギーを放出することができる。
【００２６】
第３のグラフ１０６は、制御磁束ΦＺの印加に応答した、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギー１１２の変化を示している。一例として、第２の制御電流ＣＴＲＬＺは、インダクタＬ１を介して直列ループに制御磁束ΦＺを誘導し、これにより、ポテンシャルエネルギー１１２を「傾斜」させて、離散エネルギー状態の相対エネルギー振幅を変化させることができる。図３の例では、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギー１１２は、印加された第２の制御電流ＣＴＲＬＺの振幅、従って制御磁束ΦＺに基づいて、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションから、離散エネルギー状態の非ゼロ指標が残りの離散エネルギー状態と比較して最小のポテンシャルエネルギーに設定される、異なるポテンシャルエネルギー状態に変化するものとして示されている。図３の例では、残りの離散エネルギー状態と比較して最小のポテンシャルエネルギーに設定された離散エネルギー状態が、指標「８」の離散エネルギー状態として示されている。結果として、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態１１４は、矢印１１６によって示されるように、「０」指標の離散エネルギー状態からほぼ指標「８」の離散エネルギー状態に移動するものとして示される。
【００２７】
第４のグラフ１０８は、バイアス磁束ΦＸの非アクティブに応答した離散エネルギー状態間のエネルギー障壁の増加を示している。一例として、制御磁束ΦＺが特定の振幅に維持されて、最小の相対ポテンシャルエネルギーにおける指標「８」のエネルギー状態を維持しつつ、第１の制御電流ＣＴＲＬＸを非アクティブにして（例えば、第１の制御線５４上に流れるのを停止して）、ＳＱＵＩＤ５２のバイアス磁束ΦＸを非アクティブにすることができる。その結果、エネルギー障壁はＳＱＵＩＤ５２の離散エネルギー状態間で戻り、離散エネルギー状態間の安定性を回復する。
【００２８】
第５のグラフ１１０は、制御磁束ΦＺの非アクティブに応答した、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギー１１２の別の変化を示している。例として、第２の制御電流ＣＴＲＬＺを非アクティブにして、インダクタＬ１を介した直列ループの制御磁束ΦＺを非アクティブにする。その結果、ポテンシャルエネルギー１１２は、離散エネルギー状態の指標がエネルギーにおいて昇順に増加するデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションに戻る。離散エネルギー状態間のエネルギー障壁により、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態１１４は、指標「８」の離散エネルギー状態に維持される。従って、調整可能な電流要素５０は、指標「８」の離散エネルギー状態に対応する振幅を有する電流ＩＦＬＵＸをヒステリシス的に提供することができる。結果として、ターゲットデバイス１２は、個々の調整可能な電流要素５０に誘導結合されて、電流ＩＦＬＵＸの振幅に対応する振幅、従って指標「８」の離散エネルギー状態を有する磁束バイアスΦを受け取ることができる。
【００２９】
図４は、エネルギー状態を設定することの別の例示的な図表１５０を示している。図表１５０は、図１および図２の個々の例における調整可能な電流要素１４および５０などの所与の調整可能な電流要素のエネルギー障壁の変化のシーケンスに対応することができる、１５２および１５４として示される２つのグラフのセットを含む。エネルギーグラフは、図３の例のエネルギーグラフと同じように示されている。従って、以下の図４の例の説明では、図１〜図３の例が参照される。
【００３０】
以前に説明したように、ＳＱＵＩＤ５２は、エネルギー状態指標番号（例えば、図４の例に示されているように最大１０）とゼロとの間の差に基づいてエネルギーを放出することができる。第１のグラフ１５２は、ポテンシャルエネルギー１５６のデフォルトコンディション、従ってデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションを示している。従って、第１のグラフ１５２は、「０」から「１０」まで番号付けされる離散エネルギー状態指標として示される離散エネルギー状態が、上昇するエネルギー振幅を有し、エネルギー障壁によって分離されて、離散エネルギー状態の各々の間の安定性を提供することを示している。第１のグラフ１５２では、１５８において示されている調整可能な電流要素５０のエネルギー状態が、最初に指標「６」で示されている。
【００３１】
第２のグラフ１５４は、バイアス磁束ΦＸの印加に応答したエネルギー障壁の減少を示している。前述したように、第１の制御電流ＣＴＲＬＸは、ＳＱＵＩＤ５２にバイアス磁束ΦＸを誘導することができ、これにより、ＳＱＵＩＤ５２の離散エネルギー状態間のエネルギー障壁を減少させることができる。結果として、ＳＱＵＩＤ５２のエネルギー状態１５８は、エネルギー障壁の減少に起因するエネルギー状態の不安定性に基づいて、矢印１６２によって示されるように、指標「６」の離散エネルギー状態からゼロエネルギー状態（指標「０」の離散エネルギー状態）に減少するものとして示されている。その結果、ＳＱＵＩＤ５２は、指標「６」のエネルギー状態と指標「０」の指標番号との間の差に基づいて、ある量のエネルギーを放出する。超伝導環境では、このようなエネルギーの放出は、許容可能である場合もあれば、冷空間超伝導環境（例えば、温度が１ケルビン未満のままである）におけるエネルギーの熱への変換を考えると、許容できない場合もある。従って、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態をゼロエネルギー状態に「リセット」することによって、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態を所与の状態に設定する代わりに、調整可能な電流要素５０は、本明細書でより詳細に説明されるように、断熱的に（ａｄｉａｂａｔｉｃａｌｌｙ）設定されるエネルギー状態を有することができる。
【００３２】
図５は、エネルギー状態を設定することの例示的な図表２００を示している。図表２００は、図１および図２の個々の例における調整可能な電流要素１４および５０などの所与の調整可能な電流要素のポテンシャルエネルギーおよびエネルギー障壁の変化のシーケンスに対応することができる、２０２、２０４、２０６、２０８、および２１０として示される５つのグラフのセットを含む。従って、以下の図５の例の説明では、図１〜図３の例が参照される。
【００３３】
第１のグラフ２０２は、ポテンシャルエネルギー２１２のデフォルトコンディション、従ってデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションを示している。従って、第１のグラフ２０２は、「０」から「１０」まで番号付けされる離散エネルギー状態指標として示される離散エネルギー状態が、上昇するエネルギー振幅を有し、エネルギー障壁によって分離されて、離散エネルギー状態の各々の間の安定性を提供することを示す。第１のグラフ２０２では、２１４において示されている調整可能な電流要素５０のエネルギー状態が、最初に指標「６」で示されている。従って、調整可能な電流要素５０は、指標「６」の離散エネルギー状態に対応する振幅を有する磁束Φを最初にヒステリシス的に提供している。
【００３４】
第２のグラフ２０４は、制御磁束ΦＺの印加に応答した、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギー２１２の変化を示している。一例として、第２の制御電流ＣＴＲＬＺは、インダクタＬ１を介して直列ループに制御磁束ΦＺを誘導し、これにより、ポテンシャルエネルギー２１２を「傾斜」させて、離散エネルギー状態の相対エネルギー振幅を変化させることができる。図５の例では、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギー２１２は、デフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションから、指標「６」の離散エネルギー状態が、印加された第２の制御電流ＣＴＲＬＺの第１の振幅、従って制御磁束ΦＺの第１の振幅に基づいて残りの離散エネルギー状態と比較して最小のポテンシャルエネルギーに設定される、異なるポテンシャルエネルギー状態に変化するものとして示されている。
【００３５】
第３のグラフ２０６は、バイアス磁束ΦＸの印加に応答したエネルギー障壁の減少を示している。以前に説明したように、第１の制御電流ＣＴＲＬＸは、ＳＱＵＩＤ５２にバイアス磁束ΦＸを誘導することができ、これにより、ＳＱＵＩＤ５２の離散エネルギー状態間のエネルギー障壁を減少させることができる。しかしながら、ポテンシャルエネルギー２１２が指標「６」の離散エネルギー状態を最小として設定するように変化したため、かつ調整可能な電流要素５０のエネルギー状態２１４が指標「６」の離散エネルギー状態に設定されたため、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態２１４は、離散エネルギー状態間のエネルギー障壁が減少した後であっても、指標「６」の離散エネルギー状態のままである。
【００３６】
第４のグラフ２０８は、制御磁束ΦＺの印加に応答した、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギー２１２の別の変化を示している。一例として、第２の制御電流ＣＴＲＬＺは、第１の振幅から第２の振幅に変化して、ポテンシャルエネルギー２１２をさらに「傾斜」させて、離散エネルギー状態の相対エネルギー振幅を変化させることができる。図５の例では、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギー２１２は、他の離散エネルギー状態に対して最小のポテンシャルエネルギーにある指標「６」の離散エネルギー状態から、他の離散エネルギー状態と比較して最小のポテンシャルエネルギーにある指標「２」の離散エネルギー状態に変化するものとして示されている。しかしながら、第１の制御電流ＣＴＲＬＸ、従ってバイアス磁束ΦＸの印加によってエネルギー障壁は減少しているため、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態２１４は、指標「６」の離散エネルギー状態から矢印２１６によって示されるように、ほぼ指標「２」の離散エネルギー状態に移動している。
【００３７】
第５のグラフ２１０は、説明を簡潔にするために、図３の例の第４のグラフと第５のグラフの組み合わせに対応する。例えば、第５のグラフ２１０は、バイアス磁束ΦＸの非アクティブに応答した離散エネルギー状態間のエネルギー障壁の増加を示している。一例として、制御磁束ΦＺが特定の振幅に維持されて、最小の相対ポテンシャルエネルギーにおける指標「２」のエネルギー状態を維持しつつ、第１の制御電流ＣＴＲＬＸを非アクティブにして（例えば、第１の制御線５４上に流れるのを停止して）、ＳＱＵＩＤ５２のバイアス磁束ΦＸを非アクティブにすることができる。その結果、エネルギー障壁はＳＱＵＩＤ５２の離散エネルギー状態間で戻り、離散エネルギー状態間の安定性が回復する。第５のグラフ２１０は、制御磁束ΦＺの非アクティブに応答した、調整可能な電流要素５０のポテンシャルエネルギー２１２の別の変化をも示している。例として、第２の制御電流ＣＴＲＬＺを非アクティブにして、インダクタＬ１を介した直列ループの制御磁束ΦＺを非アクティブにする。その結果、ポテンシャルエネルギー２１２は、離散エネルギー状態の指標がエネルギーにおいて昇順に増加するデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションに戻る。離散エネルギー状態間のエネルギー障壁により、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態２１４は、指標「２」の離散エネルギー状態に維持される。従って、調整可能な電流要素５０は、指標「２」の離散エネルギー状態に対応する振幅を有する磁束Φをヒステリシス的に提供することができる。その結果、ターゲットデバイス１２は、個々の調整可能な電流要素５０に誘導結合されて、磁束Φの振幅に対応する振幅、従って、指標「２」の離散エネルギー状態を有する磁束バイアスを受け取ることができる。
【００３８】
従って、図５の例の例示的な図表２００は、調整可能な電流要素５０のエネルギー状態２１４を断熱的に変化させる例を示している。図５の例では、エネルギー状態２１４は、エネルギー状態２１４を指標「６」から指標「０」に、次に指標「０」から指標「２」に変化することによって、調整可能な電流要素５０をリセットする代わりに、指標「６」から指標「２」への４つの指標の差によって変化するのみである。結果として、指標「６」の離散エネルギー状態から指標「２」の離散エネルギー状態へのエネルギー状態２１４の断熱的な設定中に、調整可能な電流要素５０によって放出されるエネルギーは、図３の例に示されているのと同様の、調整可能な電流要素５０のリセットを介したエネルギー状態２１４の設定と比較して実質的に緩和される。一例として、第１および第２の制御電流ＣＴＲＬＸおよびＣＴＲＬＺを生成するように構成された関連する制御回路は、指標閾値に基づくなど、初期エネルギー状態と書き込むべき状態との間の差に基づいて、リセット方式または断熱方式のいずれかで、第１および第２の制御電流ＣＴＲＬＸおよびＣＴＲＬＺを実施することができる。
【００３９】
図６は、磁束源システム２５０の別の例を示している。磁束源システム２５０は、複数の磁束バイアスを生成するように実施することができる。図６の例では、磁束源システム２５０は、行および列のアレイに配置された複数の調整可能な電流要素２５２を含む。本明細書でより詳細に説明するように、調整可能な電流要素２５２は、それぞれ行および列に対応する「Ｚ＿Ｘ」としてラベル付けされている。一例として、調整可能な電流要素２５２の各々は、図２の例における調整可能な電流要素５０と実質的に同様に配置することができる。従って、調整可能な電流要素２５２の各々は、インダクタを備える直列ループ内のＳＱＵＩＤを含むことができる。従って、調整可能な電流要素２５２は、本明細書でより詳細に説明されるように、メモリシステムと同様の方法でアクセスすることができる。
【００４０】
図６の例では、調整可能な電流要素２５２の第１の列には、第１の制御線２５４を介して制御電流ＣＴＲＬＸ１が供給され、調整可能な電流要素２５２の第２の列には、第２の制御線２５６を介して制御電流ＣＴＲＬＸ２が供給され、調整可能な電流要素２５２の第３の列には、第３の制御線２５８を介して制御電流ＣＴＲＬＸ３が供給される。一例として、制御電流ＣＴＲＬＸ１、ＣＴＲＬＸ２、およびＣＴＲＬＸ３はそれぞれ、個々の列における調整可能な電流要素２５２に関して「第１の制御電流ＣＴＲＬＸ」に対応することができる。従って、制御電流ＣＴＲＬＸ１は、第１の列において調整可能な電流要素２５２の各々に関連付けられたＳＱＵＩＤを介してバイアス磁束ΦＸを同時に生成することができ、制御電流ＣＴＲＬＸ２は、第２の列において調整可能な電流要素２５２の各々に関連付けられたＳＱＵＩＤを介してバイアス磁束ΦＸを同時に生成することができ、制御電流ＣＴＲＬＸ３は、第３の列において調整可能な電流要素２５２の各々に関連付けられたＳＱＵＩＤを介してバイアス磁束ΦＸを同時に生成することができる。
【００４１】
図６の例では、調整可能な電流要素２５２の第１の行には、第１の制御線２６０を介して制御電流ＣＴＲＬＺ１が供給され、調整可能な電流要素２５２の第２の行には、第２の制御線２６２を介して制御電流ＣＴＲＬＺ２が供給され、調整可能な電流要素２５２の第３の行には、第３の制御線２６４を介して制御電流ＣＴＲＬＺ３が供給される。例として、制御電流ＣＴＲＬＺ１、ＣＴＲＬＺ２、およびＣＴＲＬＺ３はそれぞれ、個々の行における調整可能な電流要素２５２に関して「第２の制御電流ＣＴＲＬＺ」に対応することができる。従って、制御電流ＣＴＲＬＺ１は、第１の行において調整可能な電流要素２５２の各々に関連付けられた直列ループを介して制御磁束ΦＺを同時に生成することができ、制御電流ＣＴＲＬＺ２は、第２の行において調整可能な電流要素２５２の各々に関連付けられた直列ループを介して制御磁束ΦＺを同時に生成することができ、制御電流ＣＴＲＬＺ３は、第３の行において調整可能な電流要素２５２の各々に関連付けられた直列ループを介して制御磁束ΦＺを同時に生成することができる。
【００４２】
一例として、所与の列における調整可能な電流要素２５２の各々は、第１の制御電流ＣＴＲＬＸおよび第２の制御電流ＣＴＲＬＺによってアドレス指定されることに基づくなど、シーケンスにおける所与のエネルギー状態に設定することができる。例えば、第１の制御電流ＣＴＲＬＸ１をアクティブにして、第１の列における調整可能な電流要素２５２の各々に関連するＳＱＵＩＤを介してバイアス磁束ΦＸを供給することができる。結果として、列における調整可能な電流要素２５２の各々は、図４の例に示されるように、ゼロエネルギー状態にリセットされる。代替的に、図５の例に示されているように、調整可能な電流要素２５２の各々には、第１の制御電流ＣＴＲＬＸ１を印加する前に、第２の制御電流ＣＴＲＬＺの個々の１つが初期のエネルギー状態に対応する振幅で最初に供給されて、個々の列における調整可能な電流要素２５２のエネルギー状態を断熱的に設定することができる。
【００４３】
いずれの例においても、第１の制御電流ＣＴＲＬＸ１の印加後、第２の制御電流ＣＴＲＬＺを、本明細書で説明したのと同様に、列における個々の調整可能な電流要素２５２の各々に印加して、エネルギー状態を設定することができる。第１の制御電流ＣＴＲＬＸ２およびＣＴＲＬＸ３が非アクティブにされ、従って、第２および第３の列における調整可能な電流要素２５２におけるＳＱＵＩＤにバイアス磁束ΦＸを供給しないため、第２および第３列における調整可能な電流要素２５２は、離散エネルギー状態間のエネルギー障壁に基づいてエネルギー状態の安定性を維持する。従って、第２および第３の列における調整可能な電流要素２５２は、第２の制御電流ＣＴＲＬＺの印加に起因するポテンシャルエネルギーの変化にもかかわらず、個々のエネルギー状態を維持し、かつ個々の磁束Φをヒステリシス的に維持することができる。
【００４４】
以前に説明したように、図６の例で調整可能な電流要素２５２のエネルギー状態を断熱的に設定しない場合、所与の列における調整可能な電流要素２５２の全ては、第１の制御電流ＣＴＲＬＸの印加に応答してリセットされる。結果として、例えば、調整可能な電流要素２５２によって供給される磁束Φが同じ振幅に維持されることが所望される場合など、新たなエネルギー状態が以前のエネルギー状態と同じである場合であっても、個々の列における調整可能な電流要素２５２の各々に第２の制御電流ＣＴＲＬＺが引き続き供給されて、個々のエネルギー状態が設定される。
【００４５】
図７は、調整可能な電流要素３００の別の例を示している。調整可能な電流要素３００は、図１の例における調整可能な電流要素１４のうちの１つに対応することができる。従って、以下の図７の例の説明では、図１の例が参照される。
【００４６】
調整可能な電流要素３００は、並列に配置され、かつＳＱＵＩＤ３０２に対応する第１のジョセフソン接合Ｊ１、第２のジョセフソン接合Ｊ２、および第３のジョセフソン接合Ｊ３を含む。ＳＱＵＩＤ３０２は、インダクタＬ１を備える直列ループに配置されていることが示されている。図７の例では、第１の制御線３０４は、ＳＱＵＩＤ３０２に誘導結合され、特に、ジョセフソン接合Ｊ１に結合されているものとして示されている。第１の制御線３０４は、第１の制御電流ＣＴＲＬＸを伝導するものとして示されている。一例として、Ｘは、調整可能な電流要素３００のアレイに関連付けられた複数の列（または行）のうちの所与の１つに対応することができる。同様に、第２の制御線３０６は、インダクタＬ１に誘導結合されているものとして示されている。第２の制御線３０６は、第２の制御電流ＣＴＲＬＺを伝導するものとして示されている。一例として、Ｚは、調整可能な電流要素３００のアレイに関連付けられた複数の行（または列）のうちの所与の１つに対応することができる。さらに、第３の制御線３０８は、ＳＱＵＩＤ３０２に誘導結合され、特に、ジョセフソン接合Ｊ３に結合されていることが示されている。第３の制御線３０８は、第３の制御電流ＣＴＲＬＹを伝導するものとして示されている。一例として、Ｙは、調整可能な電流要素３００のアレイに関連付けられた列および行の両方のグループのうちの所与の１つに対応することができる。
【００４７】
従って、第１、第２、および第３の制御電流ＣＴＲＬＸ、ＣＴＲＬＺ、およびＣＴＲＬＹは、それぞれ、メモリアレイと同様のアドレス指定可能な方法などで、調整可能な電流要素３００のエネルギー状態を設定することができる。例えば、第１の制御電流ＣＴＲＬＸおよび第３の制御電流ＣＴＲＬＹを同時に供給して、ＳＱＵＩＤ３０２にバイアス磁束を誘導して、調整可能な電流要素３００の離散エネルギー状態間のエネルギー障壁を減少させることができる。従って、第１の制御電流ＣＴＲＬＸおよび第３の制御電流ＣＴＲＬＹのうちの一方のみを印加するのではなく、第１の制御電流ＣＴＲＬＸおよび第３の制御電流ＣＴＲＬＹの両方を印加することに応答して不安定性を提供するのに十分にエネルギー障壁を減少させて、調整可能な電流要素３００をアドレス指定することのより大きな柔軟性を提供することができる。別の例として、前述したように、第２の制御電流ＣＴＲＬＺは、調整可能な電流要素３００の直列ループに制御磁束を誘導して、調整可能な電流要素３００のポテンシャルエネルギーを変化させることができる。一例として、調整可能な電流要素３００は、適切にバイアスされた場合、以下のように表すことができる。
【００４８】
【数４】
2021518991.tif 000006
図８は、磁束源システム３５０の別の例を示している。磁束源システム３５０は、複数の磁束バイアスを生成するように実施することができる。図８の例では、磁束源システム３５０は、行および列のアレイに配置された複数の調整可能な電流要素３５２を含む。本明細書でより詳細に説明するように、調整可能な電流要素３５２は、それぞれ行および列に対応する「Ｚ＿Ｘ」としてラベル付けされている。一例として、調整可能な電流要素３５２の各々は、図７の例における調整可能な電流要素３００と実質的に同様に配置することができる。従って、調整可能な電流要素３５２の各々は、インダクタを備える直列ループ内に３つのジョセフソン接合ＳＱＵＩＤを含むことができる。従って、本明細書でより詳細に説明されるように、調整可能な電流要素３５２は、メモリシステムと同様の方法でアクセスすることができる。
【００４９】
図８の例では、調整可能な電流要素３５２の第１の列には、第１の制御線３５４を介して制御電流ＣＴＲＬＸ１が供給され、調整可能な電流要素３５２の第２の列には、第２の制御線３５６を介して制御電流ＣＴＲＬＸ２が供給され、調整可能な電流要素３５２の第３の列には、第３の制御線３５８を介して制御電流ＣＴＲＬＸ３が供給される。一例として、制御電流ＣＴＲＬＸ１、ＣＴＲＬＸ２、およびＣＴＲＬＸ３はそれぞれ、個々の列における調整可能な電流要素３５２に関して「第１の制御電流ＣＴＲＬＸ」に対応することができる。従って、制御電流ＣＴＲＬＸ１は、第１の列において調整可能な電流要素３５２の各々に関連付けられたＳＱＵＩＤを介して（例えば、第１のジョセフソン接合Ｊ１を介して）第１のバイアス磁束ΦＸを同時に生成することができ、制御電流ＣＴＲＬＸ２は、第２の列において調整可能な電流要素３５２の各々に関連付けられたＳＱＵＩＤを介して（例えば、第１のジョセフソン接合Ｊ１を介して）第１のバイアス磁束ΦＸを同時に生成することができ、制御電流ＣＴＲＬＸ３は、第３の列において調整可能な電流要素３５２の各々に関連付けられたＳＱＵＩＤを介して（例えば、第１のジョセフソン接合Ｊ１を介して）第１のバイアス磁束ΦＸを同時に生成することができる。
【００５０】
図８の例では、調整可能な電流要素３５２の第１の行には、第１の制御線３６０を介して制御電流ＣＴＲＬＺ１が供給され、調整可能な電流要素３５２の第２の行には、第２の制御線３６２を介して制御電流ＣＴＲＬＺ２が供給され、調整可能な電流要素３５２の第３の行には、第３の制御線３６４を介して制御電流ＣＴＲＬＺ３が供給される。例として、制御電流ＣＴＲＬＺ１、ＣＴＲＬＺ２、およびＣＴＲＬＺ３はそれぞれ、個々の行における調整可能な電流要素３５２に関して「第２の制御電流ＣＴＲＬＺ」に対応することができる。従って、制御電流ＣＴＲＬＺ１は、第１の行において調整可能な電流要素３５２の各々に関連付けられた直列ループを介して制御磁束ΦＺを同時に生成することができ、制御電流ＣＴＲＬＺ２は、第２の行において調整可能な電流要素３５２の各々に関連付けられた直列ループを介して制御磁束ΦＺを同時に生成することができ、制御電流ＣＴＲＬＺ３は、第３の行において調整可能な電流要素３５２の各々に関連付けられた直列ループを介して制御磁束ΦＺを同時に生成することができる。
【００５１】
さらなる例として、制御電流ＣＴＲＬＹ１、ＣＴＲＬＹ２、およびＣＴＲＬＹ３は、行および列にある調整可能な電流要素を介してジグザグ状に（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  ｍａｎｎｅｒ）供給される。従って、制御電流ＣＴＲＬＹ１、ＣＴＲＬＹ２、およびＣＴＲＬＹ３は、図７の例における「第３の制御電流ＣＴＲＬＹ」に対応することができる。従って、第１の制御線３６６を介して供給される制御電流ＣＴＲＬＹ１は、第１の列において調整可能な電流要素３５２の各々に関連付けられたＳＱＵＩＤを介して（例えば、第３のジョセフソン接合Ｊ３を介して）第２のバイアス磁束ΦＹを同時に生成することができ、第２の制御線３６８を介して供給される制御電流ＣＴＲＬＹ２は、第２の列において調整可能な電流要素３５２の各々に関連するＳＱＵＩＤを介して（例えば、第３のジョセフソン接合Ｊ３を介して）第２のバイアス磁束ΦＹを同時に生成することができ、第３の制御線３７０を介して供給される制御電流ＣＴＲＬＹ３は、第３の列において調整可能な電流要素３５２の各々に関連するＳＱＵＩＤを介して（例えば、第３のジョセフソン接合Ｊ３を介して）第２のバイアス磁束ΦＹを同時に生成することができる。
【００５２】
図８の例において、制御電流ＣＴＲＬＹ１は、第１の行および第１の列における調整可能な電流要素３５２を介して、第２の行および第２の列における調整可能な電流要素３５２を介して、および第３の行および第３の列における調整可能な電流要素３５２を介して供給される。制御電流ＣＴＲＬＹ２は、第２の行および第１の列における調整可能な電流要素３５２を介して、第３の行および第２の列における調整可能な電流要素３５２を介して、および第１の行および第３の列における調整可能な電流要素３５２を介して供給される。制御電流ＣＴＲＬＹ３は、第３の行および第１の列における調整可能な電流要素３５２を介して、第１の行および第２の列における調整可能な電流要素３５２、および第２の行および第３の列における調整可能な電流要素３５２を介して供給される。
【００５３】
従って、調整可能な電流要素３５２は、図６の例における調整可能な電流要素３５２と比較して、より個別の方法でアドレス指定することができる。以前に説明したように、図６の例における調整可能な電流要素２５２のエネルギー状態を断熱的に設定しない場合、所与の列における調整可能な電流要素２５２の全ては、第１の制御電流ＣＴＲＬＸの印加に応答してリセットされる。しかしながら、調整可能な電流要素３５２は、十分な個々の磁束バイアスΦＸおよびΦＹの組み合わせを供給してエネルギー障壁を減少させるために、第１および第３の制御電流ＣＴＲＬＸおよびＣＴＲＬＹの両方に応答的であることから、個々の磁束バイアスΦを供給するために第１の制御電流ＣＴＲＬＸのみを印加することでは、個々の列において個々の他の調整可能な電流要素３５２をリセットするのに十分ではない。従って、第３の制御電流ＣＴＲＬＹは、所与の行または列における調整可能な電流要素３５２の各々に関連付けられず、その代わりに、複数の行および列にまたがっているので、調整可能な電流要素３５２の各々を個別にアドレス指定して、個別にアドレス指定されていない調整可能な電流要素３５２のいずれもリセットすることなく、個々のエネルギー状態を非断熱的または断熱的な方法で設定することができる。
【００５４】
図７の例を再び参照すると、前述したように、調整可能な電流要素３００は、十分な個々の磁束バイアスΦＸおよびΦＹを組み合わせて供給して、調整可能な電流要素３００の離散エネルギー状態間のエネルギー障壁を減少させるために、第１および第３の制御電流ＣＴＲＬＸおよびＣＴＲＬＹの両方に対して応答的である。しかしながら、調整可能な電流要素のエネルギー状態をリセットする意図された磁束バイアスΦＸおよびΦＹと、調整可能な電流要素のエネルギー状態をリセットする実際の磁束バイアス値との間に不一致が生じるように、ジョセフソン接合Ｊ１およびＪ３には、接合Ｊ２に対して非対称性が存在していてもよい。結果として、調整可能な電流要素３５２を同時にアドレス指定するための制御方式は、個々のＳＱＵＩＤの一貫した十分な磁束バイアスを提供して、エネルギー障壁を減少させることは困難であり得る。さらに、図８の例に示されるような制御方式は、特に、数千の調整可能な電流要素３５２を含み得る磁束源システムの場合、アドレス指定方式のための多数の制御電流導体および／またはピンを有することに基づいて、過度に複雑になる可能性がある。
【００５５】
図９は、調整可能な電流要素４００の別の例を示している。調整可能な電流要素４００は、図１の例における調整可能な電流要素１４のうちの１つに対応することができる。従って、以下の図９の例の説明では、図１の例が参照される。
【００５６】
調整可能な電流要素４００は、並列に配置され、かつＳＱＵＩＤ４０２に対応する第１のジョセフソン接合Ｊ１、第２のジョセフソン接合Ｊ２、第３のジョセフソン接合Ｊ３、および第４のジョセフソン接合Ｊ４を含む。ＳＱＵＩＤ４０２は、インダクタＬ１を備える直列ループに配置されていることが示されている。図９の例では、第１の制御線４０４は、ＳＱＵＩＤ４０２に誘導結合され、特に、ジョセフソン接合Ｊ１に結合されているものとして示されている。第１の制御線４０４は、第１の制御電流ＣＴＲＬＸを伝導するものとして示されている。一例として、Ｘは、調整可能な電流要素４００のアレイに関連付けられた複数の列（または行）のうちの所与の１つに対応することができる。同様に、第２の制御線４０６は、インダクタＬ１に誘導結合されているものとして示されている。第２の制御線４０６は、第２の制御電流ＣＴＲＬＺを伝導するものとして示されている。一例として、Ｙは、調整可能な電流要素４００のアレイに関連付けられた複数の行（または列）のうちの所与の１つに対応することができる。
【００５７】
さらに、第３の制御線４０８は、ＳＱＵＩＤ４０２に誘導結合され、特に、ジョセフソン接合Ｊ２に結合されていることが示されている。第３の制御線４０８は、第３の制御電流ＣＴＲＬＹを伝導するものとして示されている。一例として、Ｙは、調整可能な電流要素４００のアレイに関連付けられた列および行の両方のグループのうちの所与の１つに対応することができる。さらに、第４の制御線４１０は、ＳＱＵＩＤ４０２に誘導結合され、特に、ジョセフソン接合Ｊ４に結合されていることが示されている。第３の制御線４０８は、第４の制御電流ＣＴＲＬＷを伝導するものとして示されている。一例として、Ｗは、調整可能な現在の要素４００のアレイに関連付けられた列および行の両方を含むなど、行および列のアレイにおける所与の一部に対応することができる。
【００５８】
従って、第１、第２、第３、および第４の制御電流ＣＴＲＬＸ、ＣＴＲＬＺ、ＣＴＲＬＹ、およびＣＴＲＬＷは、それぞれ、メモリアレイと同様のアドレス指定可能な方法などで、調整可能な電流要素４００のエネルギー状態を設定することができる。例えば、第１の制御電流ＣＴＲＬＸ、第３の制御電流ＣＴＲＬＹ、および第４の制御電流ＣＴＲＬＷを同時に提供して、ＳＱＵＩＤ４０２にバイアス磁束を誘導して、調整可能な電流要素４００の離散エネルギー状態間のエネルギー障壁を減少させることができる。従って、第１、第３、および第４の制御電流ＣＴＲＬＸ、ＣＴＲＬＹ、およびＣＴＲＬＷのうちの１つまたは２つのみとは対照的に、第１、第３、および第４の制御電流ＣＴＲＬＸ、ＣＴＲＬＹ、およびＣＴＲＬＷの組み合わせを印加することに応答して不安定性を提供するのに十分にエネルギー障壁を減少させて、調整可能な電流要素４００をアドレス指定することのより大きな柔軟性を提供することができる。別の例として、前述したように、第２の制御電流ＣＴＲＬＺは、調整可能な電流要素４００の直列ループに制御磁束を誘導して、調整可能な電流要素４００のポテンシャルエネルギーを変化させることができる。
【００５９】
従って、調整可能な電流要素４００のＳＱＵＩＤ４０２は、バイアス磁束が供給される３つの別々のループを含む。従って、３つの制御電流ＣＴＲＬＸ、ＣＴＲＬＺ、ＣＴＲＬＹ、およびＣＴＲＬＷを使用して個々のバイアスＳＱＵＩＤ磁束ΦＸ、ΦＹ、およびΦＷを提供する制御方式は、ジョセフソン接合Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、およびＪ４における非対称性に起因する悪影響を緩和することができる。例えば、調整可能な電流要素４００は、適切にバイアスされた場合、以下のように表すことができる。
【００６０】
【数５】
2021518991.tif 000007
図１０は、磁束源システム４５０の別の例を示している。磁束源システム４５０は、複数の磁束バイアスを生成するように実施することができる。図１０の例では、磁束源システム４５０は、４行および４列のアレイに配置された複数の調整可能な電流要素４５２を含む。調整可能な電流要素４５２は、第１の列４５４、第２の列４５６、第３の列４５８、および第４の列４６０を含み、かつ第１の行４６２、第２の行４６４、第３の行４６６、および第４の行４６８を含むアレイに配置されたものとして示されている。一例として、調整可能な電流要素４５２の各々は、図９の例における調整可能な電流要素４００と実質的に同様に配置することができる。従って、調整可能な電流要素４５２の各々は、インダクタを備える直列ループ内に４つのジョセフソン接合ＳＱＵＩＤを含むことができる。従って、本明細書でより詳細に説明されるように、調整可能な電流要素４５２は、メモリシステムと同様の方法でアクセスすることができる。
【００６１】
図１０の例は、調整可能な電流要素４５２のアレイが、第１の制御電流ＣＴＲＬＸ１およびＣＴＲＬＸ２、第２の制御電流ＣＴＲＬＺ１およびＣＴＲＬＺ２、第３の制御電流ＣＴＲＬＹ１およびＣＴＲＬＹ２、および第４の制御電流ＣＴＲＬＷ１およびＣＴＲＬＷ２として示される、４組の２つの制御電流を受け取ることを示している。従って、第１の制御電流ＣＴＲＬＸ１およびＣＴＲＬＸ２は、図９の例における第１の制御電流ＣＴＲＬＸに対応し、第２の制御電流ＣＴＲＬＺ１およびＣＴＲＬＺ２は、図９の例における第２の制御電流ＣＴＲＬＺに対応し、第３の制御電流ＣＴＲＬＹ１およびＣＴＲＬＹ２は、図９の例における第３の制御電流ＣＴＲＬＹに対応し、第４の制御電流ＣＴＲＬＷ１およびＣＴＲＬＷ２は、図９の例における第４の制御電流ＣＴＲＬＷに対応する。
【００６２】
図１０の例では、制御電流は、特定のアドレス指定可能性と、それを行うために必要な制御電流の量の削減との両方を可能にする方法で、調整可能な電流要素４５２に供給される。換言すれば、本明細書に記載されているように、調整可能な電流要素４５２の各々は、第１の制御電流ＣＴＲＬＸ１およびＣＴＲＬＸ２、第２の制御電流ＣＴＲＬＺ１およびＣＴＲＬＺ２、第３の制御電流ＣＴＲＬＹ１およびＣＴＲＬＹ２、および第４の制御電流ＣＴＲＬＷ１およびＣＴＲＬＷ２の固有の組み合わせ（例えば、コード）を受け取って、エネルギー状態を設定する。制御電流のコードは、説明の簡潔さと実証の容易さのために、調整可能な電流要素４５２間の制御電流の相互接続を示す図１０の例とは対照的に、調整可能な電流要素４５２の各々上で示されている。
【００６３】
図１０の例では、制御電流ＣＴＲＬＸ１は、第１の列４５４および第３の列４５８における調整可能な電流要素４５２の各々に供給されるものとして示され、制御電流ＣＴＲＬＸ２は、第２の列４５６および第４の列４６０における調整可能な電流要素４５２の各々に供給されるものとして示されている。制御電流ＣＴＲＬＺ１は、第１の行４６２および第４の行４６８における調整可能な電流要素４５２の各々に供給されるものとして示され、制御電流ＣＴＲＬＺ２は、第２の行４６４および第３の行４６６における調整可能な電流要素４５２の各々に供給されるものとして示されている。制御電流ＣＴＲＬＹ１は、第１の行４６２および第３の行４６６における調整可能な電流要素４５２の各々に供給されるものとして示され、制御電流ＣＴＲＬＹ２は、第２の行４６４および第４の行４６６における調整可能な電流要素４５２の各々に供給されるものとして示されている。
【００６４】
制御電流ＣＴＲＬＷ１は、第１の行および第１の列、第１の行および第２の列、第２の行および第１の列、および第２の行および第２の列における調整可能な電流要素４５２として示されるアレイの第１の「象限（ｑｕａｄｒａｎｔ）」に供給されるものとして示されている。制御電流ＣＴＲＬＷ１は、第３の行および第３の列、第３の行および第４の列、第４の行および第３の列および第４の行および第４の列における調整可能な電流要素４５２として示されるアレイの第２の「象限」にも供給されるものとして示されている。制御電流ＣＴＲＬＷ２は、第１の行および第３の列、第１の行および第４の列、第２の行および第３の列、および第２の行および第４の列における調整可能な電流要素４５２として示されるアレイの第３の「象限」に供給されるものとして示されている。制御電流ＣＴＲＬＷ２は、第３の行および第１の列、第３の行および第２の列、第４の行および第１の列、および第４の行および第２の列における調整可能な電流要素４５２として示されるアレイの第４の「象限」にも供給されるものとして示されている。
【００６５】
従って、調整可能な電流要素４５２は、図６の例における調整可能な電流要素４５２と比較して、制御電流の固有のコードに基づいて、かつ第１、第３、および第４の制御電流ＣＴＲＬＸ、ＣＴＲＬＹ、およびＣＴＲＬＷの３つ全てに応答的である調整可能な電流要素４５２に基づいて、より個別の方法でアドレス指定して、エネルギー障壁を減少させるために十分な個々の磁束バイアスΦＸ、ΦＹ、およびΦＷを組み合わせて供給することができる。さらに、３つの磁束バイアスΦＸ、ΦＹ、およびΦＷは、個々の調整可能な電流要素のＳＱＵＩＤのジョセフソン接合に関する非対称性の悪影響をより大きく軽減することもできる。さらに、コード化されたアドレス指定方式により、調整可能な電流要素４５２は、調整可能な電流要素４５２の大きなアレイ（例えば、３次元アレイ）に関してほぼ立方根（ｃｕｂｅ−ｒｏｏｔ）に至るまでなど、大幅に減少された数の制御電流によって個別にアドレス指定することができる。
【００６６】
上述した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１１を参照してよりよく理解されるであろう。説明を簡単にするために、図１１の方法は、連続的に実行するものとして図示され、説明されているが、いくつかの態様は、本発明に従って、本明細書に示され記載されているものとは異なる順序で、および／または他の態様と同時に生じることができるため、本発明は、図示された順序によって制限されないことが理解され、かつ認識されるべきである。さらに、本発明の態様による方法を実施するために、例示されている全ての特徴が必要とされるとは限らない。
【００６７】
図１１は、調整可能な電流要素（例えば、調整可能な電流要素１４）を介して電流（例えば、電流ＩＦＬＵＸ）を生成するための方法５００の例を示している。５０２において、第１の制御線（例えば、第１の制御線５４）上に供給される第１の制御電流（例えば、制御電流ＣＴＲＬＸ）がアクティブにされる。第１の制御線は、調整可能な電流要素に関連するＳＱＵＩＤ（例えば、ＳＱＵＩＤ５２）に誘導結合することができ、その結果、第１の制御電流は、ＳＱＵＩＤにバイアス磁束（例えば、バイアス磁束ΦＸ）を誘導して、調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる。５０４において、第２の制御線（例えば、第２の制御線５６）上に供給される第２の制御電流（例えば、制御電流ＣＴＲＬＺ）がアクティブにされる。第２の制御線は、調整可能な電流要素に関連付けられたＳＱＵＩＤを備える直列ループに設けられたインダクタ（例えば、インダクタＬ１）に誘導結合することができ、その結果、第２の制御電流が直列ループ内の制御磁束（例えば、制御磁束ΦＺ）を誘導して、離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギー（例えば、ポテンシャルエネルギー１１２）を、調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションから変化させて、調整可能な電流要素のエネルギー状態が個々の１つの離散エネルギー状態に設定される。５０６において、第１の制御電流が非アクティブにされて、調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を増加させる。５０８において、第２の制御電流が非アクティブにされて、調整可能な電流要素をデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションに戻し、その結果、調整可能な電流要素のエネルギー状態が、離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁に基づいて、個々の１つの離散エネルギー状態に維持される。
【００６８】
上述したものは、本発明の例である。当然ながら、本発明を説明するために考えられる構成要素または方法の全ての組み合わせを説明することはできないが、当業者は、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の技術思想および範囲内にあるそのような全ての変化、修正、および変形を包含することを意図している。さらに、開示または請求項が「１つの」、「第１の」、または「別の」要素、またはそれらの同等物を記載する場合、１つまたは複数のそのような要素を含むと解釈されるべきであり、２つ以上のそのような要素の要求も除外もされない。本明細書で使用される場合、「含む」という用語は、含むことを意味しているが、それに限定されるものではなく、「含んでいる」という用語は、含んでいることを意味しているが、それに限定されるものではない。「〜に基づく」という用語は、少なくとも部分的に基づくことを意味する。
【図１】
2021518991.tif 000008
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月22日(2020.10.22)
【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つの調整可能な電流要素を備える磁束源システムであって、前記少なくとも１つの調整可能な電流要素の各々は、
第１の制御電流を伝導するように構成された第１の制御線に誘導結合された超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）であって、前記第１の制御電流は、前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる、前記ＳＱＵＩＤと、
前記ＳＱＵＩＤを備える直列ループに配置され、かつ第２の制御電流を伝導するように構成された第２の制御線に誘導結合されたインダクタであって、前記第２の制御電流は、前記直列ループに制御磁束を誘導して、前記個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、前記少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の１つに設定し、前記ＳＱＵＩＤは、前記少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態に対応する振幅で磁束を供給する電流を生成するように構成される、前記インダクタと、を備える磁束源システム。
【請求項２】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、および第３のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合される前記第１の制御電流と、前記第３のジョセフソン接合に誘導結合される第３の制御電流とによって制御される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、第３のジョセフソン接合、および第４のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合される前記第１の制御電流と、前記第２のジョセフソン接合に誘導結合される第３の制御電流と、前記第３のジョセフソン接合に誘導結合される第４の制御電流とによって制御される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの調整可能な電流要素は、少なくとも１つの行および少なくとも１つの列を含むアレイに配置された複数の調整可能な電流要素を含み、前記複数の調整可能な電流要素の各々は、少なくとも１つの第１の制御電流および少なくとも１つの第２の制御電流を介して制御される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１の制御電流の各々は、個々の１つの少なくとも１つの列に対応し、前記少なくとも１つの第２の制御電流の各々は、個々の１つの少なくとも１つの行に対応する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の制御電流は、複数の第１の制御電流を含み、前記少なくとも１つの第２の制御電流は、複数の第２の制御電流を含み、前記少なくとも１つの行は、複数の行を含み、前記少なくとも１つの列は、複数の列を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、および第３のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の列の個々の１つに関連する前記複数の第１の制御電流のうちの１つによって、かつ前記第３のジョセフソン接合に誘導結合された複数の第３の制御電流のうちの１つによって制御され、前記複数の第３の制御電流の各々は、前記複数の列にわたって前記複数の行の各々に互い違いに関連付けられる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数の第１の制御電流の各々が、前記複数の行または前記複数の列のうちの少なくとも２つに関連付けられ、前記複数の第２の制御電流の各々が、前記複数の行または前記複数の列のうちの他の少なくとも２つに関連付けられ、
前記ＳＱＵＩＤが、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、第３のジョセフソン接合、および第４のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の列のうちの少なくとも２つに関連付けられた前記複数の第１の制御電流のうちの１つと、前記第２のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の行のうちの少なくとも２つに関連付けられた複数の第３の制御電流のうちの１つと、前記第３のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の行のうちの適切な一部および前記複数の列のうちの適切な一部に関連付けられた第４の制御電流と、によって制御される、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
請求項４に記載の磁束源システムを備える回路システムであって、前記複数の調整可能な電流要素のうちの少なくとも１つに誘導結合された少なくとも１つの回路デバイスをさらに備え、前記複数の調整可能な電流要素のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの調整可能な電流要素の各々から磁束を誘導的に受け取るように構成される、回路システム。
【請求項１０】
調整可能な電流要素を介して磁束を生成するための方法であって、
第１の制御線上に供給される第１の制御電流をアクティブにするステップと、前記第１の制御線は、前記調整可能な電流要素に関連付けられた超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）に誘導結合されており、前記第１の制御電流は、前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させ、
第２の制御線上に供給される第２の制御電流をアクティブにするステップと、前記第２の制御線は、前記調整可能な電流要素に関連付けられたＳＱＵＩＤを備える直列ループに設けられるインダクタに誘導結合されており、前記第２の制御電流は、前記直列ループにおける制御磁束を誘導して、離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションから変化させて、前記調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の個々の１つに設定し、
前記第１の制御電流を非アクティブにして、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を増加させるステップと、
前記第２の制御電流を非アクティブにして、前記調整可能な電流要素をデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションに戻して、前記調整可能な電流要素のエネルギー状態が、離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁に基づいて、離散エネルギー状態の個々の１つに維持されるようにするステップと、を含む方法。
【請求項１１】
前記調整可能な電流要素のエネルギー状態は、離散エネルギー状態の最初の１つに対応する第１のエネルギー状態に最初に設定され、前記第１の制御電流をアクティブにするステップは、前記第１の制御電流をアクティブにして、前記ＳＱＵＩＤにおけるバイアス磁束を誘導して、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させることを含み、前記調整可能な電流要素のエネルギー状態が、離散エネルギー状態のデフォルトのポテンシャルエネルギーコンディションにおいて前記第１のエネルギー状態からゼロエネルギー状態に減少する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記調整可能な電流要素のエネルギー状態は、離散エネルギー状態の最初の１つに対応する第１のエネルギー状態に最初に設定され、前記方法は、前記第１の制御電流をアクティブにする前に、前記第２の制御電流を第１の振幅で最初にアクティブにして、離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、前記第１のエネルギー状態を残りの複数の離散エネルギー状態と比較して最小のエネルギーに設定するステップをさらに含み、前記第２の制御電流をアクティブにすることは、前記第１の制御電流を非アクティブにする前に、前記第２の制御電流を前記第１の振幅から第２の振幅に変化させて、残りの複数の離散エネルギー状態と比較して最小のエネルギーにある第２のエネルギー状態を設定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＳＱＵＩＤが、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、および第３のジョセフソン接合を含み、前記方法は、第３の制御線上に供給される第３の制御電流をアクティブにするステップをさらに含み、前記第１および第３の制御線がそれぞれ前記第１および第２のジョセフソン接合に誘導結合され、前記第１および第３の制御電流が前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、第３のジョセフソン接合、および第４のジョセフソン接合を含み、方法は、
第３の制御線上に供給される第３の制御電流をアクティブにするステップと、
第４の制御線上に供給される第４の制御電流をアクティブにするステップと、を含み、前記第１、第３、および第４の制御線はそれぞれ、前記第１、第３、および第４のジョセフソン接合に誘導結合され、前記第１、第３、および第４の制御線は、前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、前記調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
磁束が第１の磁束であり、前記調整可能な電流要素が、少なくとも１つの行および少なくとも１つの行を含むアレイに配置された複数の調整可能な電流要素のうちの第１の調整可能な電流要素であり、前記第１の制御電流をアクティブにするステップは、前記アレイの個々の第１の列に対応する複数の第１の制御線のうちの１つ上に供給される複数の第１の制御電流のうちの１つをアクティブにすることを含み、前記第２の制御電流をアクティブにするステップは、前記アレイの他の個々の第１の行に対応する複数の第２の制御線のうちの１つ上に供給される複数の第２の制御電流のうちの１つをアクティブにすることを含む、請求項１０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】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
上述したものは、本発明の例である。当然ながら、本発明を説明するために考えられる構成要素または方法の全ての組み合わせを説明することはできないが、当業者は、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の技術思想および範囲内にあるそのような全ての変化、修正、および変形を包含することを意図している。さらに、開示または請求項が「１つの」、「第１の」、または「別の」要素、またはそれらの同等物を記載する場合、１つまたは複数のそのような要素を含むと解釈されるべきであり、２つ以上のそのような要素の要求も除外もされない。本明細書で使用される場合、「含む」という用語は、含むことを意味しているが、それに限定されるものではなく、「含んでいる」という用語は、含んでいることを意味しているが、それに限定されるものではない。「〜に基づく」という用語は、少なくとも部分的に基づくことを意味する。
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］
少なくとも１つの行および少なくとも１つの列を含むアレイに配置された複数の調整可能な電流要素を備える磁束源システムであって、前記複数の調整可能な電流要素の各々は、
個々の少なくとも１つの列に関連付けられ、かつ第１の制御電流を伝導するように構成された少なくとも１つの第１の制御線の個々の１つに誘導結合された超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）と、個々の１つの少なくとも１つの第１の制御電流は、前記ＳＱＵＩＤにバイアス磁束を誘導して、個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態間の相対エネルギー障壁を減少させ、
前記ＳＱＵＩＤを備える直列ループに配置され、かつ個々の少なくとも１つの行に関連付けられた個々の１つの少なくとも１つの第２の制御電流を伝導するように構成された少なくとも１つの第２の制御線の１つに誘導結合されたインダクタと、を含み、個々の１つの少なくとも１つの第２の制御電流が前記直列ループに制御磁束を誘導して、個々の少なくとも１つの調整可能な電流要素の離散エネルギー状態のポテンシャルエネルギーを変化させて、少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態を離散エネルギー状態の１つに設定し、前記ＳＱＵＩＤが、少なくとも１つの調整可能な電流要素のエネルギー状態に対応する振幅で磁束を提供する電流を生成するように構成される、磁束源システム。
［付記２］
前記ＳＱＵＩＤは、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、および第３のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合される少なくとも１つの第１の制御電流のうちの１つと、前記第２のジョセフソン接合に誘導結合される少なくとも１つの第３の制御電流のうちの１つとによって制御され、前記少なくとも１つの第３の制御電流の各々は、前記少なくとも１つの列にわたって前記少なくとも１つの行の各々に互い違いに関連付けられる、付記１に記載のシステム。
［付記３］
前記少なくとも１つの第１の制御電流の各々が、前記複数の列のうちの少なくとも２つに関連付けられ、前記少なくとも１つの第２の制御電流の各々が、前記複数の行のうちの少なくとも２つに関連付けられる、付記１に記載のシステム。
［付記４］
前記ＳＱＵＩＤが、互いに並列に配置された第１のジョセフソン接合、第２のジョセフソン接合、第３のジョセフソン接合、および第４のジョセフソン接合を含み、前記ＳＱＵＩＤは、前記第１のジョセフソン接合に誘導結合される少なくとも１つの第１の制御電流のうちの１つと、前記第２のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の行におけるうちの少なくとも２つに関連付けられた少なくとも１つの第３の制御電流のうちの１つと、前記第３のジョセフソン接合に誘導結合され、かつ前記複数の行における適切な一部および前記複数の列における適切な一部に関連付けられる第４の制御電流と、によって制御される、付記３に記載のシステム。
【国際調査報告】
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