▶ ノースロップ グラマン システムズ コーポレイションの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-08
(45)【発行日】2023-12-18
(54)【発明の名称】超伝導電流源システム
(51)【国際特許分類】
H03K 17/92 20060101AFI20231211BHJP
H03K 19/195 20060101ALI20231211BHJP
H03K 3/38 20060101ALI20231211BHJP
H10N 60/10 20230101ALI20231211BHJP
【ＦＩ】
H03K17/92
H03K19/195
H03K3/38 Z
H10N60/10
【請求項の数】
15
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022079469
(22)【出願日】2022-05-13
(65)【公開番号】P2023001037
(43)【公開日】2023-01-04
【審査請求日】2022-05-27
(31)【優先権主張番号】17/350,712
(32)【優先日】2021-06-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】520128820
【氏名又は名称】ノースロップ グラマン システムズ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(72)【発明者】
【氏名】ディパンカー バッタチャリア
(72)【発明者】
【氏名】ドナルド エル．ミラー
(72)【発明者】
【氏名】ハイタオ オー．ダイ
(72)【発明者】
【氏名】クエンティン ピー．ハー
【審査官】竹内 亨
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１８－５０５５４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５０３０６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第１０３６７４８３（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開昭５７－０６３８７１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０３Ｋ １７／９２
Ｈ０３Ｋ １９／１９５
Ｈ０３Ｋ ３／３８
Ｈ１０Ｎ ６０／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
超伝導電流源システムであって、線形磁束シャトルを備え、前記線形磁束シャトルは、入力と、終端と、前記入力と前記終端との間に直列に配置された複数のジョセフソン伝送線路（ＪＴＬ）段とを含み、複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つのジョセフソン接合と、出力インダクタと、クロック入力とを含み、前記線形磁束シャトルは、前記入力における入力パルスの受信に応答して、かつ前記複数のＪＴＬ段の各々における前記クロック入力に提供されるクロック信号に応答して、前記複数のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つのジョセフソン接合が前記線形磁束シャトルに沿って順次トリガすることに応答して、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記出力インダクタを介して直流（ＤＣ）出力電流を生成するように構成されている、超伝導電流源システム。
【請求項2】
前記線形磁束シャトルは、第１の入力と、第１の複数のＪＴＬ段とを含む第１の線形磁束シャトルであり、第１の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第１のジョセフソン接合と、第１の出力インダクタと、第１のクロック入力とを含み、超伝導電流源システムは、第２の入力と、第２の複数のＪＴＬ段とを含む第２の線形磁束シャトルをさらに備え、前記第２の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第２のジョセフソン接合と、第２の出力インダクタと、第２のクロック入力とを含み、前記第１および第２の線形磁束シャトルは、前記第１の入力における第１の入力パルスおよび前記第２の入力における第２の入力パルスの受信に応答して、かつ個々の前記第１および第２の複数のＪＴＬ段の各々の前記第１および第２のクロック入力に供給されるクロック信号に応答して、個々の前記第１および第２の複数のＪＴＬ段の各々における個々の少なくとも１つの第１および第２のジョセフソン接合が個々の前記第１および第２の線形磁束シャトルに沿って順次トリガすることに応答して、前記第１の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第１の出力インダクタを介しておよび前記第２の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第２の出力インダクタを介してＤＣ出力電流を生成するように構成されている、請求項１に記載の超伝導電流源システム。
【請求項3】
個々の前記第１および第２の複数のＪＴＬ段の各々における前記少なくとも１つの第１および第２のジョセフソン接合が、個々の前記第１および第２の線形磁束シャトルに沿って順次交互にトリガするように、前記第１の入力パルスおよび前記第２の入力パルスは、位相が互いに１８０°ずれている、請求項２に記載の超伝導電流源システム。
【請求項4】
前記クロック信号は、交流（ＡＣ）クロック信号であり、ＡＣクロック信号は、前記ＡＣクロック信号の第１の位相において少なくとも１つの第１のジョセフソン接合をトリガし、前記ＡＣクロック信号の前記第１の位相とは反対の第２の位相において少なくとも１つの第２のジョセフソン接合をトリガするように構成される、請求項３に記載の超伝導電流源システム。
【請求項5】
ＤＣ出力電流が提供される出力をさらに備え、前記第１の出力インダクタは、前記ＤＣ出力電流を提供するために前記第１の複数のＪＴＬ段の個々の１つと前記出力とを相互接続し、前記第２の出力インダクタは、前記ＤＣ出力電流を提供するために前記第２の複数のＪＴＬ段の個々の１つと前記出力とを相互接続する、請求項２に記載の超伝導電流源システム。
【請求項6】
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つのジョセフソン接合は、複数のジョセフソン接合を含み、前記複数のＪＴＬ段の各々は、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つの超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を形成するための少なくとも１つのインダクタを含む、請求項１に記載の超伝導電流源システム。
【請求項7】
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記複数のジョセフソン接合は、順次トリガに応答して、個々の出力インダクタを介してＤＣ出力電流として離散電流パルスを提供するためのシャントジョセフソン接合として構成される、請求項６に記載の超伝導電流源システム。
【請求項8】
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられたジョセフソン接合は、順次トリガに応答して、個々の出力インダクタを介してＤＣ出力電流として可変連続電流を提供するための非シャントジョセフソン接合として構成され、前記複数のジョセフソン接合の１つに関連付けられた臨界電流と複数のインダクタの１つとの積は１磁束量子未満である、請求項６に記載の超伝導電流源システム。
【請求項9】
前記複数のＪＴＬ段は、前記クロック信号の第１の位相に関連付けられた第１の複数の位相ＪＴＬ段と、前記クロック信号の第２の位相に関連付けられた第２の複数の位相ＪＴＬ段とを含み、前記線形磁束シャトルは、前記クロック信号の前記第１の位相に応答して少なくとも１つのジョセフソン接合が前記第１の複数の位相ＪＴＬ段の各々において順次トリガすること応答して、前記第１の複数の位相ＪＴＬ段の各々に関連付けられた出力インダクタを介してＤＣ出力電流を生成し、前記クロック信号の前記第２の位相に応答して少なくとも１つのジョセフソン接合が前記第２の複数の位相ＪＴＬ段の各々において順次トリガすることに応答して、前記第２の複数の位相ＪＴＬ段の各々に関連付けられた出力インダクタを介してＤＣ出力電流を生成するように構成されている、請求項１に記載の超伝導電流源システム。
【請求項10】
前記クロック信号は、ＡＣ直交クロック信号として提供される、請求項９に記載の超伝導電流源システム。
【請求項11】
ＤＣ出力電流を生成するための方法であって、線形磁束シャトルの入力に入力パルスを供給するステップと、前記線形磁束シャトルは、前記入力と前記線形磁束シャトルの終端との間に直列に配置された複数のジョセフソン伝送線路（ＪＴＬ）段を含み、複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つのジョセフソン接合と、出力インダクタと、クロック入力とを含んでおり、
前記複数のＪＴＬ段の各々の前記クロック入力にクロック信号を供給して、前記入力パルスに応答して、前記複数のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つのジョセフソン接合を前記線形磁束シャトルに沿って順次トリガさせて、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記出力インダクタを介してＤＣ出力電流を生成するステップと、を含む方法。
【請求項12】
前記線形磁束シャトルは、第１の入力と、第１の複数のＪＴＬ段とを含む第１の線形磁束シャトルであり、第１の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第１のジョセフソン接合と、第１の出力インダクタと、第１のクロック入力とを含んでおり、前記入力パルスを供給することは、前記第１の線形磁束シャトルの前記第１の入力に第１の入力パルスを供給することと、第２の線形磁束シャトルに関連付けられた第２の入力に第２の入力パルスを供給することとを含み、前記第２の線形磁束シャトルは、第２の複数のＪＴＬ段を含み、前記第２の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第２のジョセフソン接合と、第２の出力インダクタと、第２のクロック入力とを含んでおり、
前記クロック信号を供給することは、前記第１の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第１のクロック入力にクロック信号を供給して、前記第１の入力パルスに応答して、前記第１の複数のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つの第１のジョセフソン接合を前記第１の線形磁束シャトルに沿って順次トリガし、前記第２の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第２のクロック入力にクロック信号を供給して、前記第２の入力パルスに応答して、前記第２の複数のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つの第２のジョセフソン接合を前記第２の線形磁束シャトルに沿って順次トリガして、個々の前記第１および第２の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第１の出力インダクタおよび前記第２の出力インダクタを介してＤＣ出力電流を生成することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記クロック信号は、交流（ＡＣ）クロック信号であり、個々の前記第１および第２のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つの第１および第２のジョセフソン接合が、前記クロック信号の個々の第１および第２の位相に基づいて、個々の前記第１および第２の線形磁束シャトルに沿って順次交互にトリガするように、前記第１の入力パルスおよび前記第２の入力パルスは、位相が互いに１８０°ずれている、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つのジョセフソン接合は、複数のジョセフソン接合を含み、前記複数のＪＴＬ段の各々は、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つの超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を形成するための少なくとも１つのインダクタを含み、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられたジョセフソン接合は、順次トリガに応答して個々の出力インダクタを介してＤＣ出力電流として離散電流パルスを提供するためのシャントジョセフソン接合として構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項15】
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つのジョセフソン接合は、複数のジョセフソン接合を含み、前記複数のＪＴＬ段の各々は、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つの超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を形成するための少なくとも１つのインダクタを含み、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられたジョセフソン接合は、順次トリガに応答して、個々の出力インダクタを介してＤＣ出力電流として可変連続電流を提供するための非シャントジョセフソン接合として構成され、前記複数のジョセフソン接合の１つに関連付けられた臨界電流と複数のインダクタの１つとの積は１磁束量子未満である、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して超伝導回路に関し、詳しくは線形磁束ポンプ電流源システムに関する。
【背景技術】
【0002】
超伝導デジタル技術は、これまでにない高速、低消費電力、および低動作温度の恩恵を受け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する。超伝導デジタル技術は、ＣＭＯＳ技術の代替として開発されており、典型的には、超伝導ジョセフソン接合を利用した超伝導ベースの単一磁束量子超伝導回路を含み、２０Ｇｂ／ｓ（ギガビット／秒）以上の典型的なデータレートで能動デバイスあたり１ｎＷ（ナノワット）未満の典型的な電力損失を示し、約４ケルビンの温度で動作することが可能である。ジョセフソン接合が能動デバイスである特定の超伝導回路は、ジョセフソン接合のＤＣ電流バイアスを必要とすることがある。典型的なシステムは、バイアス抵抗回路網を使用してＤＣバイアス電流を直接供給することができるが、これは、スプリアス磁界および高い電力損失による熱を発生させる原因となり得る。このような回路の電力バジェットは、能動デバイスがスイッチングしているかどうかに関係なく、バイアス抵抗回路網内で散逸される可能性がある静的電力消費によって支配され得る。
【発明の概要】
【0003】
一例は、線形磁束シャトルを含む超伝導電流源システムを説明している。線形磁束シャトルは、入力と、複数のジョセフソン伝送線路（ＪＴＬ：Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ）段とを含む。複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つのジョセフソン接合と、出力インダクタと、クロック入力とを含む。線形磁束シャトルは、入力における入力パルスの受信に応答して、かつ複数のＪＴＬ段の各々におけるクロック入力に供給されるクロック信号に応答して、複数のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つのジョセフソン接合が線形磁束シャトルに沿って順次トリガすることに応答して、複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた出力インダクタを介して直流（ＤＣ）出力電流を生成するように構成されている。
【0004】
別の例は、ＤＣ出力電流を生成するための方法を含む。方法は、線形磁束シャトルの入力に入力パルスを供給することを含む。線形磁束シャトルは、複数のＪＴＬ段を含む。複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つのジョセフソン接合と、出力インダクタと、クロック入力とを含む。また、方法は、複数のＪＴＬ段の各々のクロック入力にクロック信号を供給して、入力パルスに応答して、複数のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つのジョセフソン接合を線形磁束シャトルに沿って順次トリガさせて、複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた出力インダクタを介して直流（ＤＣ）出力電流を生成することを含む。
【0005】
別の例は、超伝導電流源システムを含む。システムは、第１の線形磁束シャトルおよび第２の線形磁束シャトルを含む。第１の線形磁束シャトルは、第１の入力と、第１の複数のＪＴＬ段とを含む。第１の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第１のジョセフソン接合と、第１の出力インダクタと、第１のクロック入力とを含む。第２の線形磁束シャトルは、第２の入力と、第２の複数のＪＴＬ段とを含む。第２の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第２のジョセフソン接合と、第２の出力インダクタと、第２のクロック入力とを含む。システムは出力も含む。第１および第２の線形磁束シャトルは、第１の入力および第２の入力における第１の入力パルスおよび第２の入力における第２の入力パルスの受信に応答して、第１および第２のクロック入力に供給されるクロック信号に応答して、個々の第１および第２の複数のＪＴＬ段の各々における個々の少なくとも１つの第１および第２のジョセフソン接合が個々の第１および第２の線形磁束シャトルに沿って順次トリガすることに応答して、第１の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた第１の出力インダクタを介して、および第２の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた第２の出力インダクタを介してＤＣ出力電流を出力上に生成するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】超伝導回路システムの一例を示す図である。
【図2】超伝導回路システムの別の一例を示す図である。
【図3】超伝導電流源回路の一例を示す図である。
【図4】超伝導電流源回路の別の一例を示す図である。
【図5】超伝導回路システムの別の一例を示す図である。
【図6】ＤＣ出力電流を生成する方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明は、概して超伝導回路に関し、詳しくは線形磁束ポンプ電流源システムに関する。超伝導電流源システムは、少なくとも１つの線形磁束シャトルを含む。本明細書で説明するように、「線形磁束シャトル」という用語は、入力と終端との間に直列に配置された複数のジョセフソン伝送線路（ＪＴＬ）段の構成を表す。例えば、終端は終端抵抗として構成することができる。各ＪＴＬ段は、少なくとも１つの超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を含み、従って、少なくとも１つのジョセフソン接合、ならびにクロック入力および出力インダクタを含むように構成することができる。一例として、クロック入力は、ＡＣクロック信号を線形磁束シャトルの各ＪＴＬ段に誘導結合するためのクロック変圧器（例えば、バイアス変圧器）の二次巻線に対応しており、ＡＣクロック信号が線形磁束シャトルの個々のＪＴＬ段にバイアス電流を供給することができるようになっている。線形磁束シャトルの入力に供給される入力パルスに応答して、クロック入力を介してクロック信号によって供給されるバイアスに基づいて、ＪＴＬ段の各々のジョセフソン接合（単数または複数）は、線形磁束シャトルに沿って順次トリガして、ＪＴＬ段の各々の個々の出力インダクタを介して出力電流を提供することができる。
【0008】
一例として、クロック信号は、ＡＣクロック信号（例えば、レシプロカル量子論理（ＲＱＬ：ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ ｑｕａｎｔｕｍ ｌｏｇｉｃ）回路において実施されるような直交クロック信号）であり得る。例えば、超伝導電流源システムは、実質的に同様に構成されているが、ＡＣクロック信号の逆位相にバイアスされている第１の線形磁束シャトルおよび第２の線形磁束シャトルを含むことができる。従って、第１の入力パルスが第１の線形磁束シャトルの入力に供給されて、ＡＣクロック信号の第１の位相において第１の線形磁束シャトルのＪＴＬ段に沿って（例えば、個々のジョセフソン接合のトリガを介して）伝播することができ、第１の入力パルスと位相が約１８０°ずれている第２の入力パルスが第２の線形磁束シャトルの入力に供給されて、同様にＡＣクロック信号の第１の位相と位相が約１８０°ずれているＡＣクロック信号の第２の位相において第２の線形磁束シャトルのＪＴＬ段に沿って（例えば、個々のジョセフソン接合のトリガを介して）伝播することができる。さらに、第１および第２の線形磁束シャトルの所与の１つは、第１および第２の線形磁束シャトルの個々の１つにおける複数の組のＪＴＬ段がＡＣクロック信号の異なる位相で動作して、ＡＣクロック信号の周期中に出力電流を提供するできるように、位相境界を含むことができる。
【0009】
図１は、超伝導回路システム１００の一例を示す。一例として、超伝導回路システム１００は、メモリまたは処理システムなどの様々な超伝導コンピューティング用途のいずれにおいても実装することができる。超伝導回路システム１００は、図１の例においてＤＣ出力電流ＩＯＵＴとして示されているＤＣ出力電流を受け取るデバイス１０２を含む。一例として、ＤＣ出力電流ＩＯＵＴは、デバイス１０２を駆動するためのドライバ信号として供給することができる。例えば、デバイス１０２は、読み取り電流または書き込み電流をメモリセルに供給するなどのメモリドライバに対応することができる。
【0010】
超伝導回路システム１００はまた、超伝導電流源システム１０４に関連付けられたクロック信号に対応することができるＡＣクロック信号ＣＬＫに応答してＤＣ出力電流ＩＯＵＴを生成するように構成された超伝導電流源システム１０４を含む。一例として、クロック信号ＣＬＫは、実質的に一定の周波数（例えば、約５ＧＨｚまたは１０ＧＨｚ）およびＡＣ電流の大きさを有する正弦波形であり得る。例えば、クロック信号ＣＬＫは、レシプロカル量子論理（ＲＱＬ）超伝導回路（例えば、約２ｍＡ ＲＭＳ）に適用可能であるような、直交クロック信号として提供することができる。
【0011】
図１の例では、超伝導電流源システム１０４は、線形磁束シャトル１０６を含む。線形磁束シャトル１０６は、線形磁束シャトル１０６の入力に供給される入力パルスＩＮに応答して、クロック信号ＣＬＫに基づいて線形磁束シャトル１０６に沿って単一磁束量子（ＳＦＱ：ｓｉｎｇｌｅ－ｆｌｕｘ ｑｕａｎｔｕｍ）パルス（例えば、フラクソン）を伝播するように構成された複数のＪＴＬ段１０８を含むことができる。一例として、複数のＪＴＬ段１０８の各々は、少なくとも１つのＳＱＵＩＤを含むように構成することができ、従って、少なくとも１つのジョセフソン接合、ならびにクロック入力および出力インダクタを含む。本明細書で説明するように、ＳＦＱパルスに関する「伝播する」という用語は、線形磁束シャトルの所与のＪＴＬ段１０８においてジョセフソン接合（単数または複数）のトリガによりＳＦＱパルスが生成されて、（例えば、クロック信号ＣＬＫを介して）バイアス電圧と結合されたＳＦＱパルスの電圧により、線形磁束シャトル内の次のＪＴＬ段１０８のジョセフソン接合が別のＳＦＱパルスを生成すること等を説明するものである。従って、入力パルスＩＮは、入力から線形磁束シャトル１０６に沿って、線形磁束シャトル１０６の端部（例えば、終端抵抗）まで、ＳＦＱパルスとして伝播することができる。
【0012】
一例として、ＪＴＬ段１０８の各々のクロック入力は、クロック信号ＣＬＫを線形磁束シャトル１０６の個々のＪＴＬ段１０８に誘導結合するように構成されたクロック変圧器を含んで、クロック信号ＣＬＫが個々のＪＴＬ段１０８にバイアス電流を提供するようになっている。ＪＴＬ段１０８の各々に関連付けられた出力インダクタは、個々のＪＴＬ段１０８を介してＳＦＱパルスが伝播することに応答してＤＣ出力電流ＩＯＵＴを提供するように構成される。従って、線形磁束シャトル１０６の入力に提供される入力パルスＩＮに応答して、ＪＴＬ段１０８の各々におけるジョセフソン接合（単数または複数）は、順次トリガして、クロック信号ＣＬＫに基づいて線形磁束シャトル１０６に沿ってＳＦＱパルスを伝播させる。ＳＦＱパルスは、個々のＪＴＬ段１０８に関連付けられた出力インダクタに電圧パルスを提供して、各電圧パルスが負荷インダクタ（図示せず）などのＤＣ出力電流ＩＯＵＴの一部としての電流ステップを供給するようになっている。従って、ＤＣ出力電流ＩＯＵＴは、クロック信号ＣＬＫに基づいて順次供給される電流ステップに基づいて（例えば、負荷インダクタを介して）デバイス１０２に提供することができる。例えば、電流ステップは、ジョセフソン接合のトリガリングから生成された電圧インパルスに基づいて生成することができ、この場合、電圧ステップは、約２ｍＶ＊ｐｓの電圧と時間の積を有する。電圧インパルスから生成されるＪＴＬ段１０８の各々に関連付けられた出力インダクタに供給される電流は、ＤＣ出力電流ＩＯＵＴを提供するために合計される。
【0013】
図２は、超伝導回路システム２００の別の例を示す。図１の例で上記のように設けられたものと同様に、超伝導回路システム２００は、図２の例でＤＣ出力電流ＩＯＵＴとして示されるＤＣ出力電流を受け取るデバイス２０２を含む。一例として、ＤＣ出力電流ＩＯＵＴは、デバイス２０２を駆動するためのドライバ信号として供給することができる。
【0014】
また、超伝導回路システム２００は、超伝導電流源システム２０４に関連付けられたクロック信号に対応することができるＡＣクロック信号ＣＬＫに応答してＤＣ出力電流ＩＯＵＴを生成するように構成された超伝導電流源システム２０４を含む。図２の例では、超伝導電流源システム２０４は、第１の線形磁束シャトル２０６および第２の線形磁束シャトル２０８を含む。第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８の各々は、実質的に同一に構成することができる。従って、図１の例で上記で説明したのと同様に、第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８の各々は、複数のＪＴＬ段（図示せず）を含む。例えば、第１の線形磁束シャトル２０６は、第１の線形磁束シャトル２０６の入力に供給される第１の入力パルスＩＮ０に応答して、クロック信号ＣＬＫに基づいて、ＳＦＱパルス（例えば、フラクソン）を第１の線形磁束シャトル２０６に沿って伝播させるように構成される。同様に、第２の線形磁束シャトル２０８は、第２の線形磁束シャトル２０８の入力に供給される第２の入力パルスＩＮ１８０に応答して、クロック信号ＣＬＫに基づいて、ＳＦＱパルス（例えば、フラクソン）を第２の線形磁束シャトル２０８に沿って伝播させるように構成される。一例として、第１および第２の入力パルスＩＮ０およびＩＮ１８０は、位相が互いに約１８０°ずれている。上記したように、クロック信号ＣＬＫは、ＡＣクロック信号であり得、クロック信号ＣＬＫは、クロック信号ＣＬＫの第１の位相で第１の線形磁束シャトル２０６のＪＴＬ段をバイアスして、クロック信号ＣＬＫの第１の位相中に第１の線形磁束シャトル２０６を介して出力電流ＩＯＵＴを提供することができ、かつクロック信号ＣＬＫは、第１の位相とは反対のクロック信号ＣＬＫの第２の位相で第２の線形磁束シャトル２０８のＪＴＬ段をバイアスして、クロック信号ＣＬＫの第２の位相中に第２の線形磁束シャトル２０８を介して出力電流ＩＯＵＴを提供することができる。
【0015】
第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８は、図１の例における線形磁束シャトル１０６と実質的に同様に構成することができる。従って、第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８の各々のＪＴＬ段の各々のクロック入力は、クロック信号ＣＬＫを個々の第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８の個々のＪＴＬ段に誘導結合するように構成されたクロック変圧器を含むことができる。さらに、個々の第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８の各々のＪＴＬ段の各々に関連付けられた出力インダクタは、クロック信号ＣＬＫの個々の第１の位相および第２の位相中に個々のＪＴＬ段を介してＳＦＱパルスを伝播させることに応答してＤＣ出力電流ＩＯＵＴを提供するように構成される。従って、入力パルスＩＮ０およびＩＮ１８０が第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８の個々の入力に提供されることに応答して、ＪＴＬ段の各々におけるジョセフソン接合（単数または複数）が順次トリガして、ＳＦＱパルスをクロック信号ＣＬＫの第１の位相において第１の線形磁束シャトル２０６に沿って、かつクロック信号ＣＬＫの第２の位相において第２の線形磁束シャトル２０８に沿って伝播させる。従って、超伝導回路システム２００は、第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８からの出力電流ＩＯＵＴを、クロック信号ＣＬＫの周期を通して実質的に連続的に提供することができる。
【0016】
超伝導電流源システム２０４は、磁束シャトルループに配置されるような典型的な電流源システムに対して優位な利点を示す超伝導電流源を提供する。例えば、循環磁束ポンプでは、電流が負荷に分流されると、バイアス源からのＤＣバイアスが枯渇する可能性がある。電流コンプライアンスでは、典型的な磁束シャトルループのＪＴＬの少なくとも１つは、ＡＣバイアスの頂点で正の方向にパルスし、ＡＣバイアスの反頂点で負の方向にパルスすることができるため、埋め込まれた磁束量子がループの周りを循環するのを停止し、負荷への電流が増加するのを停止するというディザリング状態がもたらされる。超伝導電流源システム２０４は、第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８におけるＪＴＬ段の線形構成に基づいて、ディザリングを発生させることなく動作することができる。別の例として、電流コンプライアンスは、追加のＪＴＬ段を追加することで簡単に増加させることができ、クロスオーバーが不要であり、追加のＪＴＬ段および／または位相を１つずつ追加することができるため、相補的バイアスを典型的な磁束シャトルループ構成に比べて簡略化することができる。さらに別の例として、ＳＦＱパルスのストリームを使用することにより、オフチップ活性化またはポンピングを開始するための特別な専用回路のいずれかを必要とする磁束シャトルループを実装する典型的な電流源と比較して、超伝導電流源システム２０４の活性化を簡略化することができ、これは、回路全体の性能に影響を与える。さらに別の例として、第１および第２の線形磁束シャトル２０６および２０８が鏡像線形回路として配置されることにより、回路レイアウトを簡略化し、利用可能な回路フットプリントを利用し、アレイ回路（例えば、メモリ）におけるピッチマッチングを改善するための僅かなスケーラビリティが可能となる。さらに別の例として、典型的な磁束シャトルループ構成の円形配置とは対照的に、線形磁束シャトル２０６および２０８におけるＪＴＬ段の線形配置は、回路の性能に有害な影響を及ぼし得るバックグラウンド磁束量子をトラップする可能性を軽減する。従って、超伝導電流源システム２０４は、磁束シャトルループを実装する典型的な電流源に対して有意な利点を示すことができる。
【0017】
図３は、超伝導電流源回路３００の一例を示す。超伝導電流源回路３００は、超伝導回路システム１００および２００における超伝導電流源システム１０４または超伝導電流源システム２０４にそれぞれ対応することができる。従って、図３の例に関する以下の説明では、図１および図２の例を参照する。
【0018】
超伝導電流源回路３００は、第１の線形磁束シャトル３０２および第２の線形磁束シャトル３０４を含む。第１および第２の線形磁束シャトル３０２および３０４の各々は、ほぼ同一に構成されている。第１の線形磁束シャトル３０２は、入力インダクタＬＩＮ１を含むとともに、複数のＪＴＬ段３０６を含む。ＪＴＬ段３０６の各々は、第１のインダクタＬ１１＿Ｘ、第２のインダクタＬ１２＿Ｘ、および第３のインダクタＬ１３＿Ｘを含む。図３の例では、「Ｘ」という名称は、Ｎ段の合計数に対するＪＴＬ段の数に対応するインデックスである。従って、第１のインダクタの番号はＬ１１＿１～Ｌ１１＿Ｎ、第２のインダクタの番号はＬ１２＿１～Ｌ１２＿Ｎ、第３のインダクタの番号はＬ１３＿１～Ｌ１３＿Ｎである。また、ＪＴＬ段３０６の各々は、第１のジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘおよび第２のジョセフソン接合Ｊ１２＿Ｘを含む。図３の例では、ジョセフソン接合Ｊ１１＿ＸおよびＪ１２＿Ｘは、シャントジョセフソン接合（ｓｈｕｎｔｅｄ Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ）として示されているため、並列抵抗を含む。
【0019】
また、ＪＴＬ段３０６の各々は、図３の例において変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸの第１の極性として示されているクロック入力を含む。変圧器ＴＸの各々の一次巻線ＬＰＸには、正弦波クロック信号であり得るクロック信号ＣＬＫＡＣが供給される。従って、第１および第２のインダクタＬ１１＿ＸおよびＬ１２＿Ｘ、ならびに第１および第２のジョセフソン接合Ｊ１１＿ＸおよびＪ１２＿Ｘは、クロック信号ＣＬＫＡＣの第１の位相中に二次巻線ＬＳＸを介して供給されるバイアス電流ＩＢＩＡＳ１＿ＸによってバイアスされるＳＱＵＩＤを形成する。さらに、ＪＴＬ段３０６の各々は、個々のＪＴＬ段３０６の個々の第３のインダクタＬ１３＿Ｘに結合された出力インダクタＬＯＵＴＸを含む。各ＪＴＬ段３０６の出力インダクタＬＯＵＴＸは、本明細書でより詳細に説明されるように、出力電流ＩＯＵＴを提供するように構成された出力３０８に結合される。
【0020】
同様に、第２の線形磁束シャトル３０４は、入力インダクタＬＩＮ２を含むとともに、複数のＪＴＬ段３１０を含む。ＪＴＬ段３１０の各々は、第１のインダクタＬ２１＿Ｘ、第２のインダクタＬ２２＿Ｘ、および第３のインダクタＬ２３＿Ｘを含む。従って、第１のインダクタの番号はＬ２１＿１～Ｌ２１＿Ｎ、第２のインダクタの番号はＬ２２＿１～Ｌ２２＿Ｎ、第３のインダクタの番号はＬ２３＿１～Ｌ２３＿Ｎである。また、ＪＴＬ段３１０の各々は第１のジョセフソン接合Ｊ２１＿Ｘおよび第２のジョセフソン接合Ｊ２２＿Ｘを含む。図３の例では、ジョセフソン接合Ｊ２１＿ＸおよびＪ２２＿Ｘは、シャントジョセフソン接合として示されているため、並列抵抗を含む。
【0021】
また、ＪＴＬ段３１０の各々は、図３の例において、変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸの、第１の極性とは反対の第２の極性として示されているクロック入力を含む。従って、ＪＴＬ段３０６および３１０の各々は、変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸの反対の極性から個々のバイアス電流が提供されることに基づいて、共通のクロック入力ＬＳＸを共有する。しかしながら、別個のクロック入力（例えば、別個の変圧器）を個々のＪＴＬ段３０６および３１０に設けることができる。従って、第１および第２のインダクタＬ２１＿ＸおよびＬ２２＿Ｘ、ならびに第１および第２のジョセフソン接合Ｊ２１＿ＸおよびＪ２２＿Ｘは、クロック信号ＣＬＫＡＣの第１の位相とは反対の第２の位相中に二次巻線ＬＳＸを介して供給されるバイアス電流ＩＢＩＡＳ２＿ＸによってバイアスされるＳＱＵＩＤを形成する。従って、バイアス電流ＩＢＩＡＳ２＿Ｘは、バイアス電流ＩＢＩＡＳ１＿Ｘとは反対の極性を有する。さらに、ＪＴＬ段３１０の各々は、個々のＪＴＬ段３１０の個々の第３のインダクタＬ２３＿Ｘに結合された出力インダクタＬＯＵＴＸを含む。従って、ＪＴＬ段３０６および３１０の各々は、共通の出力インダクタＬＯＵＴＸを共有する。しかしながら、個別の出力インダクタを個々のＪＴＬ段３０６および３１０に結合することができる。
【0022】
図３の例では、入力パルスＩＮ０（例えば、ＳＦＱパルス）が、第１の線形磁束シャトル３０２の入力３１２に供給される。入力パルスＩＮ０は、入力インダクタＬＩＮ１を介して、第１および第２のインダクタＬ１１＿１およびＬ１２＿１、ならびに第１および第２のジョセフソン接合Ｊ１１＿１およびＪ１２＿１によって形成されるＳＱＵＩＤに伝播する。クロック信号ＣＬＫＡＣの第１の位相中に、第１の変圧器Ｔ１の二次巻線ＬＳ１は、バイアス電流ＩＢＩＡＳ１＿１を第１のＪＴＬ段３０６に供給する。従って、第１および第２のジョセフソン接合Ｊ１１＿１およびＪ１２＿１は、ＳＦＱパルスを第２のＪＴＬ段３０６に伝播するようにトリガする。さらに、ＳＦＱパルスが第３のインダクタＬ１３＿１を通って伝播するときに、ＳＦＱパルスの一部に対応する電流ステップＩＯＵＴ１＿１が第１のＪＴＬ段３０６から提供される。電流ＩＯＵＴ１＿１は、出力インダクタＬＯＵＴ１を介して出力３０８に供給されるため、出力電流ＩＯＵＴの一部を形成する。一例として、電流ステップＩＯＵＴ１＿１を、負荷に出力電流ＩＯＵＴを供給することができるストレージインダクタ（図示せず）に蓄積されたエネルギーに追加することができる。
【0023】
従って、ＳＦＱパルスは、第１の線形磁束シャトル３０２に沿って伝播し続けることができる。例えば、ＳＦＱパルスは、ＪＴＬ段３０６の順序で、第１および第２のインダクタＬ１１＿ＸおよびＬ１２＿Ｘならびに第１および第２のジョセフソン接合Ｊ１１＿ＸおよびＪ１２＿Ｘによって形成される各ＳＱＵＩＤに伝播する。クロック信号ＣＬＫＡＣの第１の位相中に、個々の変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸは、バイアス電流ＩＢＩＡＳ１＿Ｘを個々のＪＴＬ段３０６に供給する。従って、第１および第２のジョセフソン接合Ｊ１１＿ＸおよびＪ１２＿Ｘは、ＳＦＱパルスをＪＴＬ段３０６の順序で次のＪＴＬ段３０６に伝播するようにトリガする。各ＪＴＬ段３０６において、ＳＦＱパルスが第３のインダクタＬ１３＿Ｘを通って伝播するときに、ＳＦＱパルスの一部に対応する電流ステップＩＯＵＴ１＿Ｘが、個々のＪＴＬ段３０６から提供される。電流ＩＯＵＴ１＿Ｘは、個々の出力インダクタＬＯＵＴＸを介して出力３０８に供給されるため、出力電流ＩＯＵＴの一部を形成する。
【0024】
クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相において、入力パルスＩＮ１８０（例えば、ＳＦＱパルス）が第２の線形磁束シャトル３０４の入力３１４に供給される。入力パルスＩＮ１８０は、入力パルスＩＮ０と位相が約１８０°ずれているため、クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相とほぼ整列している。入力パルスＩＮ１８０は、入力インダクタＬＩＮ２を介して、第１および第２のインダクタＬ２１＿１およびＬ２２＿１、ならびに第１および第２のジョセフソン接合Ｊ２１＿１およびＪ２２＿１によって形成されるＳＱＵＩＤに伝播する。クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相中に、第１の変圧器Ｔ１の二次巻線ＬＳ１は、バイアス電流ＩＢＩＡＳ２＿１を第１のＪＴＬ段３１０に供給する。従って、第１および第２のジョセフソン接合Ｊ２１＿１およびＪ２２＿１は、ＳＦＱパルスを第２のＪＴＬ段３１０に伝播するようにトリガする。さらに、ＳＦＱパルスが第３のインダクタＬ２３＿１を通って伝播するときに、ＳＦＱパルスの一部に対応する電流ステップＩＯＵＴ２＿１が第１のＪＴＬ段３１０から提供される。電流ＩＯＵＴ２＿１は、出力インダクタＬＯＵＴ１を介して出力３０８に供給されるため、出力電流ＩＯＵＴの一部を形成する。一例として、電流ステップＩＯＵＴ２＿１を、負荷に出力電流ＩＯＵＴを提供することができるストレージインダクタに蓄積されたエネルギーに追加することができる。
【0025】
従って、ＳＦＱパルスは、第２の線形磁束シャトル３０４に沿って伝播し続けることができる。例えば、ＳＦＱパルスは、ＪＴＬ段３１０の順序で、第１および第２のインダクタＬ２１＿ＸおよびＬ２２＿Ｘならびに第１および第２のジョセフソン接合Ｊ２１＿ＸおよびＪ２２＿Ｘによって形成される各ＳＱＵＩＤに伝播する。クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相中に、個々の変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸは、バイアス電流ＩＢＩＡＳ２＿Ｘを個々のＪＴＬ段３１０に供給する。従って、第１および第２のジョセフソン接合Ｊ２１＿ＸおよびＪ２２＿Ｘは、ＳＦＱパルスをＪＴＬ段３１０の順序で次のＪＴＬ段３１０に伝播するようにトリガする。各ＪＴＬ段３１０において、ＳＦＱパルスが第３のインダクタＬ２３＿Ｘを通って伝播するときに、ＳＦＱパルスの一部に対応する電流ステップＩＯＵＴ２＿Ｘが、個々のＪＴＬ段３１０から提供される。電流ＩＯＵＴ２＿Ｘは、個々の出力インダクタＬＯＵＴＸを介して出力３０８に供給されるため、出力電流ＩＯＵＴの一部を形成する。
【0026】
図４は、超伝導電流源回路４００の一例を示す。超伝導電流源回路４００は、超伝導回路システム１００および２００における超伝導電流源システム１０４または超伝導電流源システム２０４にそれぞれ対応することができる。従って、図４の例に関する以下の説明では、図１および図２の例を参照する。
【0027】
超伝導電流源回路４００は、第１の線形磁束シャトル４０２および第２の線形磁束シャトル４０４を含む。第１および第２の線形磁束シャトル４０２および４０４の各々は、ほぼ同一に構成されている。第１の線形磁束シャトル４０２は、複数のＪＴＬ段４０６を含む。ＪＴＬ段４０６の各々は、第１のインダクタＬ１１＿Ｘ、第２のインダクタＬ１２＿Ｘ、第３のインダクタＬ１３＿Ｘ、および第４のインダクタＬ１４＿Ｘを含む。図４の例では、「Ｘ」という名称は、Ｎ段の合計数に対するＪＴＬ段の数に対応するインデックスである。従って、第１のインダクタの番号はＬ１１＿１～Ｌ１１＿Ｎ、第２のインダクタの番号はＬ１２＿１～Ｌ１２＿Ｎ、第３のインダクタの番号はＬ１３＿１～Ｌ１３＿Ｎ、第４のインダクタの番号はＬ１４＿１～Ｌ１４＿Ｎである。また、ＪＴＬ段４０６の各々は、第１のジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、第２のジョセフソン接合Ｊ１２＿Ｘ、第３のジョセフソン接合Ｊ１３＿Ｘ、および第４のジョセフソン接合Ｊ１４＿Ｘを含む。図４の例では、ジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿Ｘは、非シャントジョセフソン接合（ｕｎｓｈｕｎｔｅｄ Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ）として示されているため、並列抵抗を含んでいない。
【0028】
また、ＪＴＬ段４０６の各々は、図４の例において変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸの第１の極性として示されているクロック入力を含む。変圧器ＴＸの各々の一次巻線ＬＰＸには、正弦波クロック信号であり得るクロック信号ＣＬＫＡＣが供給される。インダクタＬ１１＿Ｘ、Ｌ１２＿Ｘ、Ｌ１３＿Ｘ、およびＬ１４＿Ｘならびにジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿Ｘの構成は、図３の例におけるＪＴＬ段３０６のＳＱＵＩＤ構成によって提供されるデジタル磁束量子とは対照的に、個々のＪＴＬ段４０６の長さに沿って可変磁束を提供する等価長ジョセフソン接合（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｌｏｎｇ Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ ｊｕｎｃｔｉｏｎ）を形成する。本明細書で説明するように、「等価長ジョセフソン接合」という用語は、ＳＱＵＩＤのジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿Ｘのうちの所与の１つの臨界電流と、インダクタＬ１１＿Ｘ、Ｌ１２＿Ｘ、Ｌ１３＿Ｘ、およびＬ１４＿Ｘのうちの個々の１つのインダクタンスとの積が１磁束量子未満（例えば、１磁束量子の４分の１未満）であることに基づいて、ＪＴＬ段４０６の各々が１磁束量子未満を蓄積するＪＴＬ段４０６の各々における一連のＳＱＵＩＤを指す。図４の例に示されている等価長ジョセフソン接合は、４つのジョセフソン接合および４つのインダクタを含むが、ＪＴＬ段４０６の各々は、本明細書に記載されている等価長ジョセフソン接合として実施される４つのジョセフソン接合および４つのインダクタより多いかまたは少ないジョセフソン接合およびインダクタを含むことができる。
【0029】
その結果、ジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿Ｘは、ジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿Ｘの各々とは対照的に、ＪＴＬ段４０６における複数のジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿Ｘにわたって約２πの超伝導相を示す。図４の例では、ＪＴＬ段４０６の等価長ジョセフソン接合構成は、クロック信号ＣＬＫＡＣの第１の位相中に二次巻線ＬＳＸを介して第２のインダクタＬ１２＿Ｘに供給されるバイアス電流ＩＢＩＡＳ１＿Ｘによってバイアスされる。さらに、ＪＴＬ段４０６の各々は、個々のＪＴＬ段４０６の個々の第４のインダクタＬ１４＿Ｘに結合された出力インダクタＬＯＵＴＸを含む。ＪＴＬ段４０６の各々の出力インダクタＬＯＵＴＸは、本明細書でより詳細に説明されるように、出力電流ＩＯＵＴを提供するように構成される出力４０８に結合される。
【0030】
同様に、第２の線形磁束シャトル４０４は、複数のＪＴＬ段４１０を含む。ＪＴＬ段４１０の各々は、第１のインダクタＬ２１＿Ｘ、第２のインダクタＬ２２＿Ｘ、第３のインダクタＬ２３＿Ｘ、および第４のインダクタＬ２４＿Ｘを含む。従って、第１のインダクタの番号はＬ２１＿１～Ｌ２１＿Ｎ、第２のインダクタの番号はＬ２２＿１～Ｌ２２＿Ｎ、第３のインダクタの番号はＬ２３＿１～Ｌ２３＿Ｎ、第４のインダクタ番号はＬ２４＿１～Ｌ２４＿Ｎである。また、ＪＴＬ段４１０の各々は、第１のジョセフソン接合Ｊ２１＿Ｘ、第２のジョセフソン接合Ｊ２２＿Ｘ、第３のジョセフソン接合Ｊ２３＿Ｘ、および第４のジョセフソン接合Ｊ２４＿Ｘを含む。図４の例では、ジョセフソン接合Ｊ２１＿Ｘ、Ｊ２２＿Ｘ、Ｊ２３＿Ｘ、およびＪ２４＿Ｘは、非シャントジョセフソン接合として示されているため、並列抵抗を含んでいない。
【0031】
また、ＪＴＬ段４１０の各々は、図４の例において、変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸの、第１の極性とは反対の第２の極性として示されるクロック入力を含む。従って、ＪＴＬ段４０６および４１０の各々は、変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸの反対の極性から個々のバイアス電流が提供されることに基づいて、共通のクロック入力ＬＳＸを共有する。しかしながら、別個のクロック入力（例えば、別個の変圧器）を個々のＪＴＬ段４０６および４１０に設けることができる。上記と同様に、インダクタＬ２１＿Ｘ、Ｌ２２＿Ｘ、Ｌ２３＿Ｘ、およびＬ２４＿Ｘならびにジョセフソン接合Ｊ２１＿Ｘ、Ｊ２２＿Ｘ、Ｊ２３＿Ｘ、およびＪ２４＿Ｘの構成は、図３の例のＪＴＬ段３１０のＳＱＵＩＤ構成によって提供されるデジタル磁束量子とは対照的に、個々のＪＴＬ段４１０の長さに沿って可変磁束を提供する等価長ジョセフソン接合を形成する。ＪＴＬ段４１０の等価長ジョセフソン接合構成は、クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相中に二次巻線ＬＳＸを介して第２のインダクタＬ１２＿Ｘに供給されるバイアス電流ＩＢＩＡＳ２＿Ｘによってバイアスされる。従って、バイアス電流ＩＢＩＡＳ２＿Ｘは、バイアス電流ＩＢＩＡＳ１＿Ｘとは反対の極性を有する。さらに、ＪＴＬ段４０６の各々は、個々のＪＴＬ段４０６の個々の第４のインダクタＬ１４＿Ｘに結合された出力インダクタＬＯＵＴＸを含む。ＪＴＬ段４１０の各々の出力インダクタＬＯＵＴＸは、出力４０８に結合されている。従って、ＪＴＬ段４０６および４１０の各々は、共通の出力インダクタＬＯＵＴＸを共有する。しかしながら、個別の出力インダクタを個々のＪＴＬ段４０６および４１０に結合することができる。
【0032】
図４の例では、入力パルスＩＮ０（例えば、ＳＦＱパルス）が、第１の線形磁束シャトル４０２の入力４１２に供給される。入力パルスＩＮ０は、第１のＪＴＬ段４０６におけるインダクタＬ１１＿１、Ｌ１２＿１、Ｌ１３＿１、およびＬ１４＿１ならびにジョセフソン接合Ｊ１１＿１、Ｊ１２＿１、Ｊ１３＿１、およびＪ１４＿１によって形成される等価長ジョセフソン接合構成に伝播する。クロック信号ＣＬＫＡＣの第１の位相中に、第１の変圧器Ｔ１の二次巻線ＬＳ１は、バイアス電流ＩＢＩＡＳ１＿１を第１のＪＴＬ段４０６に供給する。従って、ジョセフソン接合Ｊ１１＿１、Ｊ１２＿１、Ｊ１３＿１、およびＪ１４＿１は、ＳＦＱパルスを第２のＪＴＬ段４０６に伝播するようにトリガする。さらに、ＳＦＱパルスが第４のインダクタＬ１４＿１を通って伝播するときに、ＳＦＱパルスの一部に対応する電流ステップＩＯＵＴ１＿１が第１のＪＴＬ段４０６から提供される。第１のＪＴＬ段４０６の等価長ジョセフソン接合構成により、ＳＦＱパルスが第１のＪＴＬ段４０６を伝播する際に等価長ジョセフソン接合内の磁束が変化するため、電流ステップＩＯＵＴ１＿１を可変振幅で提供することができる。電流ＩＯＵＴ１＿１は、出力インダクタＬＯＵＴ１を介して出力４０８に供給されるため、出力電流ＩＯＵＴの一部を形成する。一例として、電流ステップＩＯＵＴ１＿１を、負荷に出力電流ＩＯＵＴを供給することができるストレージインダクタ（図示せず）に蓄積されたエネルギーに追加することができる。
【0033】
従って、ＳＦＱパルスは、第１の線形磁束シャトル４０２に沿って伝播し続けることができる。例えば、ＳＦＱパルスは、ＪＴＬ段４０６の順序で各ＪＴＬ段４０６に伝播する。クロック信号ＣＬＫＡＣの第１の位相中に、個々の変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸは、バイアス電流ＩＢＩＡＳ１＿Ｘを個々のＪＴＬ段４０６に供給する。従って、ジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿Ｘは、ＳＦＱパルスをＪＴＬ段４０６の順序で次のＪＴＬ段４０６に伝播するようにトリガする。各ＪＴＬ段４０６において、ＳＦＱパルスが第４のインダクタＬ１４＿Ｘを通って伝播するときに、ＳＦＱパルスの一部に対応する可変電流ステップＩＯＵＴ１＿Ｘが、個々のＪＴＬ段４０６から提供される。電流ＩＯＵＴ１＿Ｘは、個々の出力インダクタＬＯＵＴＸを介して出力４０８に供給されるため、出力電流ＩＯＵＴの一部を形成する。
【0034】
クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相において、入力パルスＩＮ１８０（例えば、ＳＦＱパルス）が第２の線形磁束シャトル４０４の入力４１４に供給される。入力パルスＩＮ１８０は、入力パルスＩＮ０と位相が約１８０°ずれているため、クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相とほぼ整列している。入力パルスＩＮ１８０は、第１のＪＴＬ段４１０におけるインダクタＬ２１＿１、Ｌ２２＿１、Ｌ２３＿１、およびＬ２４＿１ならびにジョセフソン接合Ｊ２１＿１、Ｊ２２＿１、Ｊ２３＿１、およびＪ２４＿１によって形成される等価長ジョセフソン接合構成に伝播する。クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相中に、第１の変圧器Ｔ１の二次巻線ＬＳ１は、バイアス電流ＩＢＩＡＳ２＿１を第１のＪＴＬ段４１０に供給する。従って、ジョセフソン接合Ｊ２１＿１、Ｊ２２＿１、Ｊ２３＿１、およびＪ２４＿１は、ＳＦＱパルスを第２のＪＴＬ段４１０に伝播するようにトリガする。さらに、ＳＦＱパルスが第４のインダクタＬ２４＿１を通って伝播するときに、ＳＦＱパルスの一部に対応する可変電流ステップＩＯＵＴ２＿１が第１のＪＴＬ段４１０から提供される。電流ＩＯＵＴ２＿１は、出力インダクタＬＯＵＴ１を介して出力４０８に供給されるため、出力電流ＩＯＵＴの一部を形成する。一例として、電流ステップＩＯＵＴ２＿１を、負荷に出力電流ＩＯＵＴを提供することができるストレージインダクタに蓄積されたエネルギーに追加することができる。
【0035】
従って、ＳＦＱパルスは、第２の線形磁束シャトル４０４に沿って伝播し続けることができる。例えば、ＳＦＱパルスは、ＪＴＬ段４１０の順序で各ＪＴＬ段４１０に伝播する。クロック信号ＣＬＫＡＣの第２の位相中に、個々の変圧器ＴＸの二次巻線ＬＳＸは、バイアス電流ＩＢＩＡＳ２＿Ｘを個々のＪＴＬ段４１０に供給する。従って、ジョセフソン接合Ｊ２１＿Ｘ、Ｊ２２＿Ｘ、Ｊ２３＿Ｘ、およびＪ２４＿Ｘは、ＳＦＱパルスをＪＴＬ段４１０の順序で次のＪＴＬ段４１０に伝播するようにトリガする。各ＪＴＬ段４１０において、ＳＦＱパルスが第４のインダクタＬ２４＿Ｘを通って伝播するときに、ＳＦＱパルスの一部に対応する可変電流ステップＩＯＵＴ２＿Ｘが、個々のＪＴＬ段４１０から提供される。電流ＩＯＵＴ２＿Ｘは、個々の出力インダクタＬＯＵＴＸを介して出力４０８に供給されるため、出力電流ＩＯＵＴの一部を形成する。
【0036】
従って、図４の例は、図３の例における線形磁束シャトル３０２および３０４に対する線形磁束シャトル４０２および４０４の変形例を示す。インダクタＬ１１＿Ｘ、Ｌ１２＿Ｘ、Ｌ１３＿Ｘ、およびＬ１４＿Ｘならびにジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿Ｘの等価長ジョセフソン接合構成、およびインダクタＬ２１＿Ｘ、Ｌ２２＿Ｘ、Ｌ２３＿Ｘ、およびＬ２４＿Ｘならびにジョセフソン接合Ｊ２１＿Ｘ、Ｊ２２＿Ｘ、Ｊ２３＿Ｘ、およびＪ２４＿Ｘの等価長ジョセフソン接合構成によって、超伝導電流源システム４００の動作を、シャントジョセフソン接合なしで動作させることが可能となる。結果として、超伝導電流源システム４００は、個々のジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿ＸならびにＪ２１＿Ｘ、Ｊ２２＿Ｘ、Ｊ２３＿Ｘ、およびＪ２４＿Ｘ上の抵抗シャントからのエネルギー散逸を軽減することに基づいて、よりエネルギー効率の高い方法で動作することができる。さらに、超伝導電流源システム４００は、個々のジョセフソン接合Ｊ１１＿Ｘ、Ｊ１２＿Ｘ、Ｊ１３＿Ｘ、およびＪ１４＿ＸならびにＪ２１＿Ｘ、Ｊ２２＿Ｘ、Ｊ２３＿Ｘ、およびＪ２４＿Ｘ上に抵抗シャントを含まないことによって、よりコンパクトなフォームファクタで製造することができる。
【0037】
図５は、超伝導回路システム５００の別の一例を示す。図１および図２の例で上記のように設けられたものと同様に、超伝導回路システム５００は、図５の例でＤＣ出力電流ＩＵＴとして示される、ＤＣ出力電流を受け取るデバイス５０２を含む。一例として、ＤＣ出力電流ＩＵＴは、デバイス５０２を駆動するためのドライバ信号として供給することができる。
【0038】
また、超伝導回路システム５００は、超伝導電流源システム５０４に関連付けられたクロック信号に対応することができるＡＣクロック信号ＣＬＫに応答してＤＣ出力電流ＩＯＵＴを生成するように構成された超伝導電流源システム５０４を含む。図５の例では、超伝導電流源システム５０４は、第１の線形磁束シャトル５０６および第２の線形磁束シャトル５０８を含む。第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８の各々は、実質的に同一に構成することができる。従って、図１および図２の例で上記したのと同様に、第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８の各々は、複数のＪＴＬ段（図示せず）を含む。上記と同様に、第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８は、ＡＣクロック信号に基づいて動作することができる。しかしながら、図５の例では、クロック信号ＣＬＫＲＱＬとして示されているＡＣクロック信号は、ＲＱＬ回路システムにおいて実施されているような、位相が互いに９０°ずれている２つの別個の正弦波信号を含むことができる直交クロック信号に対応することができる。
【0039】
図５の例では、第１の線形磁束シャトル５０６は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの０°位相で動作する第１の組の位相ＪＴＬ段５１０（「０°ＪＴＬ段」）、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの９０°位相で動作する第２の組の位相ＪＴＬ段５１２（「９０°ＪＴＬ段」）、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの１８０°位相で動作する第３の組の位相ＪＴＬ段５１４（「１８０°ＪＴＬ段」）、およびクロック信号ＣＬＫＲＱＬの２７０°位相で動作する第４の組の位相ＪＴＬ段５１６（「２７０°ＪＴＬ段」）として示される、複数の組の位相ＪＴＬ段を含む。例えば、第１の線形磁束シャトル５０６は、第１の線形磁束シャトル５０６の入力に供給される第１の入力パルスＩＮ０に応答して、クロック信号ＣＬＫＲＱＬに基づいて、ＳＦＱパルス（例えば、フラクソン）を第１の線形磁束シャトル５０６に沿って伝播するように構成される。一例として、第１の組の位相ＪＴＬ段５１０は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの０°位相中に出力電流ＩＯＵＴをデバイス５０２に提供し、第２の組の位相ＪＴＬ段５１２は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの９０°位相中に出力電流ＩＯＵＴをデバイス５０２に提供し、第３の組の位相ＪＴＬ段５１４は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの１８０°位相中に出力電流ＩＯＵＴをデバイス５０２に提供し、第４の組の位相ＪＴＬ段５１６は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの２７０°位相中に出力電流ＩＯＵＴをデバイス５０２に提供する。従って、第１の線形磁束シャトル５０６は、直交クロック信号（例えば、クロック信号ＣＬＫＲＱＬ）の全周期を通して出力電流をデバイス５０２に連続的に提供することを可能にする位相境界を含む。
【0040】
同様に、第２の線形磁束シャトル５０８は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの１８０°位相で動作する第１の組の位相ＪＴＬ段５１８（「１８０°ＪＴＬ段」）、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの２７０°位相で動作する第２の組の位相ＪＴＬ段５２０（「２７０°ＪＴＬ段」）、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの０°位相で動作する第３の組の位相ＪＴＬ段５２２（「０°ＪＴＬ段」）、およびクロック信号ＣＬＫＲＱＬの９０°位相で動作する第４の組の位相ＪＴＬ段５２４（「９０°ＪＴＬ段」）として示される、複数の組の位相ＪＴＬ段を含む。例えば、第２の線形磁束シャトル５０８は、第２の線形磁束シャトル５０８の入力に供給される第２の入力パルスＩＮ１８０に応答して、クロック信号ＣＬＫＲＱＬに基づいて、ＳＦＱパルス（例えば、フラクソン）を第２の線形磁束シャトル５０８に沿って伝播するように構成される。一例として、第１の組の位相ＪＴＬ段５１８は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの１８０°位相中に出力電流ＩＯＵＴをデバイス５０２に提供し、第２の組の位相ＪＴＬ段５２０は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの２７０°位相中に出力電流ＩＯＵＴをデバイス５０２に提供し、第３の組の位相ＪＴＬ段５２２は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの０°位相中に出力電流ＩＯＵＴをデバイス５０２に提供し、第４の組の位相ＪＴＬ段５２４はクロック信号ＣＬＫＲＱＬの９０°位相中に出力電流ＩＯＵＴをデバイス５０２に提供する。従って、第２の線形磁束シャトル５０８はまた、直交クロック信号（例えば、クロック信号ＣＬＫＲＱＬ）の全周期を通して出力電流をデバイス５０２に連続的に提供することを可能にする位相境界を含む。
【0041】
複数の組の位相ＪＴＬ段５１０、５１２、５１４、５１６、５１８、５２０、５２２、および５２４におけるＪＴＬ段の数は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの周波数に対するＳＦＱパルスの伝播時間に基づくことができる（例えば、最大約１５個のＪＴＬ段）。従って、第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８は、複数の組の位相ＪＴＬ段に分割することができる任意の量のＪＴＬ段によって拡張可能である。第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８における複数の組の位相ＪＴＬ段の構成に基づいて、超伝導電流源システム５０４は、直交クロック信号（例えば、クロック信号ＣＬＫＲＱＬ）の全周期にわたって出力電流をデバイス５０２に実質的に連続的に提供することができる。さらに、第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８は、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの同じ位相で動作する冗長な組の位相ＪＴＬ段を含むため、出力電流ＩＯＵＴの振幅を、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの所与の位相において単一の組のＪＴＬよりも速い速度で増加させることができる。しかしながら、第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８の各々は、４組の位相ＪＴＬ段を含むが、電流源システム５００は、代わりに、第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８の各々において、より多くの組の位相ＪＴＬ段を含むことができるか、またはより少ない組の位相ＪＴＬ段（例えば、クロック信号ＣＬＫＲＱＬの４つの位相に対応するために、第１および第２の線形磁束シャトル５０６および５０８の各々に２組）を含むことができる。従って、超伝導電流源システム５００は、所望の電流コンプライアンスに基づいて、様々な方法のいずれかで構成することができる。
【0042】
上記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６を参照することにより、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６の方法は順次実行されるものとして示され説明されているが、本発明に従って、いくつかの態様は、本明細書に示し説明したものとは異なる順序で、および／または別の態様と同時に生じ得るので、本発明が例示された順序によって限定されないことを理解および認識されたい。さらに、本発明の一態様による方法を実施するために、図示されたすべての特徴が必要とされるわけではない。
【0043】
図６は、ＤＣ出力電流（例えば、ＤＣ出力電流ＩＯＵＴ）を生成するための方法６００の一例を示す。６０２において、入力パルス（例えば、入力パルスＩＮ）が線形磁束シャトル（例えば、線形磁束シャトル１０６）の入力に供給される。線形磁束シャトルは、複数のジョセフソン伝送線路（ＪＴＬ）段を含む。ＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つのジョセフソン接合（例えば、ジョセフソン接合Ｊ１２＿Ｘなど）、出力インダクタ（例えば、出力インダクタＬＯＵＴＸ）、およびクロック入力（例えば、二次巻線ＬＳＸ）を含む。６０４において、クロック信号（例えば、クロック信号ＣＬＫ）がＪＴＬ段の各々のクロック入力に供給されて、入力パルスに応答して、ＪＴＬ段の各々における少なくとも１つのジョセフソン接合を線形磁束シャトルに沿って順次トリガして、ＪＴＬ段の各々に関連付けられた出力インダクタを介してＤＣ出力電流を生成する。
【0044】
上記に記載されているのは、本発明の例である。もちろん、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を含む、本出願の範囲内に含まれるそのようなすべての変更、修正、および変形を包含することが意図されている。さらに、開示またはクレームが「１つの（ａ， ａｎ）」、「第１の（ａ ｆｉｒｓｔ）」、「もう一つの（ａｎｏｔｈｅｒ）」要素、またはそれらの均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を必要とも除外もしない。本明細書で使用される場合、「含む」という用語は、含むがこれに限定されないことを意味し、「含んでいる」という用語は、含んでいるがこれに限定されないことを意味する。「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］
超伝導電流源システムであって、
第１の線形磁束シャトルと、前記第１の線形磁束シャトルは、第１の入力と、第１の複数のジョセフソン伝送線路（ＪＴＬ）段とを含み、第１の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第１のジョセフソン接合と、第１の出力インダクタと、第１のクロック入力とを含んでおり、
第２の線形磁束シャトルと、前記第１の線形磁束シャトルは、第２の入力と、第２の複数のＪＴＬ段とを含み、前記第２の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第２のジョセフソン接合と、第２の出力インダクタと、第２のクロック入力とを含んでおり、
出力と、を備え、前記第１および第２の線形磁束シャトルは、前記第１の入力における第１の入力パルスおよび前記第２の入力における第２の入力パルスの受信に応答して、かつ前記第１および第２のクロック入力に供給されるクロック信号に応答して、個々の前記第１および第２の複数のＪＴＬ段の各々における個々の少なくとも１つの第１および第２のジョセフソン接合が個々の前記第１および第２の線形磁束シャトルに沿って順次トリガすることに応答して、前記第１の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第１の出力インダクタおよび前記第２の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第２の出力インダクタを介してＤＣ出力電流を前記出力上に生成するように構成されている、超伝導電流源システム。
［付記２］
前記クロック信号は、交流（ＡＣ）クロック信号であり、個々の前記第１および第２のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つの第１および第２のジョセフソン接合が、前記クロック信号の個々の第１および第２の位相に基づいて、個々の第１および第２の線形磁束シャトルに沿って順次に交互にトリガするように、前記第１の入力パルスおよび前記第２の入力パルスは、位相が互いに１８０°ずれている、付記１に記載の超伝導電流源システム。
［付記３］
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つのジョセフソン接合は、複数のジョセフソン接合を含み、前記複数のＪＴＬ段の各々は、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つの超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を形成するための少なくとも１つのインダクタを含み、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられたジョセフソン接合は、順次トリガに応答して個々の出力インダクタを介してＤＣ出力電流として離散電流パルスを供給するためのシャントジョセフソン接合として構成される、付記１に記載の超伝導電流源システム。
［付記４］
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つのジョセフソン接合は、複数のジョセフソン接合を含み、前記複数のＪＴＬ段の各々は、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つの超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を形成するための少なくとも１つのインダクタを含み、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられたジョセフソン接合は、順次トリガに応答して、個々の出力インダクタを介してＤＣ出力電流として可変連続電流を提供するための非シャントジョセフソン接合として構成され、前記複数のジョセフソン接合の１つに関連付けられた臨界電流と複数のインダクタの１つとの積は１磁束量子未満である、付記１に記載の超伝導電流源システム。
［付記５］
前記クロック信号は、ＡＣ直交クロック信号として供給され、前記第１の複数のＪＴＬ段は、前記ＡＣ直交クロック信号の第１の位相に関連付けられた第１の複数の位相ＪＴＬ段と、前記ＡＣ直交クロック信号の第２の位相に関連付けられた第２の複数の位相ＪＴＬ段とを含み、前記第２の複数のＪＴＬ段は、前記ＡＣ直交クロック信号の前記第１の位相とは反対の第３の位相に関連付けられた第３の複数の位相ＪＴＬ段と、前記ＡＣ直交クロック信号の前記第２の位相とは反対の第４の位相に関連付けられた第４の複数の位相ＪＴＬ段とを含む、付記１に記載の超伝導電流源システム。
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］
超伝導電流源システムであって、
第１の線形磁束シャトルと、前記第１の線形磁束シャトルは、第１の入力と、第１の複数のジョセフソン伝送線路（ＪＴＬ）段とを含み、第１の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第１のジョセフソン接合と、第１の出力インダクタと、第１のクロック入力とを含んでおり、
第２の線形磁束シャトルと、前記第１の線形磁束シャトルは、第２の入力と、第２の複数のＪＴＬ段とを含み、前記第２の複数のＪＴＬ段の各々は、少なくとも１つの第２のジョセフソン接合と、第２の出力インダクタと、第２のクロック入力とを含んでおり、
出力と、を備え、前記第１および第２の線形磁束シャトルは、前記第１の入力における第１の入力パルスおよび前記第２の入力における第２の入力パルスの受信に応答して、かつ前記第１および第２のクロック入力に供給されるクロック信号に応答して、個々の前記第１および第２の複数のＪＴＬ段の各々における個々の少なくとも１つの第１および第２のジョセフソン接合が個々の前記第１および第２の線形磁束シャトルに沿って順次トリガすることに応答して、前記第１の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第１の出力インダクタおよび前記第２の複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた前記第２の出力インダクタを介してＤＣ出力電流を前記出力上に生成するように構成されている、超伝導電流源システム。
［付記２］
前記クロック信号は、交流（ＡＣ）クロック信号であり、個々の前記第１および第２のＪＴＬ段の各々における少なくとも１つの第１および第２のジョセフソン接合が、前記クロック信号の個々の第１および第２の位相に基づいて、個々の第１および第２の線形磁束シャトルに沿って順次に交互にトリガするように、前記第１の入力パルスおよび前記第２の入力パルスは、位相が互いに１８０°ずれている、付記１に記載の超伝導電流源システム。
［付記３］
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つのジョセフソン接合は、複数のジョセフソン接合を含み、前記複数のＪＴＬ段の各々は、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つの超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を形成するための少なくとも１つのインダクタを含み、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられたジョセフソン接合は、順次トリガに応答して個々の出力インダクタを介してＤＣ出力電流として離散電流パルスを供給するためのシャントジョセフソン接合として構成される、付記１に記載の超伝導電流源システム。
［付記４］
前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つのジョセフソン接合は、複数のジョセフソン接合を含み、前記複数のＪＴＬ段の各々は、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられた少なくとも１つの超伝導量子干渉デバイス（ＳＱＵＩＤ）を形成するための少なくとも１つのインダクタを含み、前記複数のＪＴＬ段の各々に関連付けられたジョセフソン接合は、順次トリガに応答して、個々の出力インダクタを介してＤＣ出力電流として可変連続電流を提供するための非シャントジョセフソン接合として構成され、前記複数のジョセフソン接合の１つに関連付けられた臨界電流と複数のインダクタの１つとの積は１磁束量子未満である、付記１に記載の超伝導電流源システム。
［付記５］
前記クロック信号は、ＡＣ直交クロック信号として供給され、前記第１の複数のＪＴＬ段は、前記ＡＣ直交クロック信号の第１の位相に関連付けられた第１の複数の位相ＪＴＬ段と、前記ＡＣ直交クロック信号の第２の位相に関連付けられた第２の複数の位相ＪＴＬ段とを含み、前記第２の複数のＪＴＬ段は、前記ＡＣ直交クロック信号の前記第１の位相とは反対の第３の位相に関連付けられた第３の複数の位相ＪＴＬ段と、前記ＡＣ直交クロック信号の前記第２の位相とは反対の第４の位相に関連付けられた第４の複数の位相ＪＴＬ段とを含む、付記１に記載の超伝導電流源システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
