ジョセフソンコンピュータ
ヒステリシス特性を持つジョセフソン素子に適当な負荷抵抗とバイアス電流源を接続し、図のような負荷線をひいたとき、A、Bの2つの安定点ができる。例えば零電圧状態のAを"0"状態、有限電圧状態のBを"1"状態と規定すれば、2つの論理状態を表すことができる。AからBへ遷移させるには、磁場を加えて臨界電流Icをバイアス電流以下にするか、あるいは接合に流す電流をIc以上にすればよい。一旦Bへ遷移すれば、磁場を切るあるいは電流をIc以下に戻してもBの状態は保たれる。BからAへ遷移させるには、一旦バイアス電流を零にした後、バイアス電流を元に戻せばよい。これからわかるように、電圧モード論理回路では交流(あるいは直流が重畳された交流)バイアス電源が必要である。この繰り返し周波数がクロック周波数となる。集積規模が大きい場合、大電流の高周波バイアスを供給することは必ずしも容易ではない。
大電流交流バイアスの供給の困難さ
等の要因により、IBMは1983年にジョセフソンコンピュータの研究を大幅に縮小した。一方、日本では鉛に代わってNb系接合技術を採用することにより特性の経時変化の問題をクリアし、富士通による4ビットマイクロプロセッサの開発、電子技術総合研究所によるコンピュータプロトタイプの構築といった一定の成果は得られたものの、1995年から1997年にかけて行われた通産省プロジェクト「ジョセフソン素子ハイブリッドシステムの研究開発」を最後として“電圧モード論理回路”の研究は終了された。
この間、東北大学の中島康治らが独自の“位相モード論理回路”を提案・研究していたが、大きな広がりは持たなかった。位相モード論理回路は磁束量子の位相情報を論理状態の"0"、"1"に対応させる回路であり、半導体論理回路とは根本的に動作原理の異なるものである。1985年にモスクワ大学のLikharevは独自に位相モード論理回路を再構築した、“単一磁束量子(Single Flux Quantum、SFQあるいはRSFQ)回路”と呼ばれる一連の論理回路方式を提案・実証した。RSFQ回路は電圧モード論理回路と比べて1桁の高速化と3桁の低消費電力化が可能であり、ブレークスルーとして注目を集めた。