JPH0120516B2

JPH0120516B2 -

Info

Publication number: JPH0120516B2
Application number: JP58148580A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Myahara; Takuji Nakanishi; Masashi Yamamoto; Shuichi Fujita
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1983-08-13
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1989-04-17
Also published as: JPS6040594A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、超伝導ジヨセフソンスイツチを用い
て構成された超伝導記憶回路に関する。

超伝導ジヨセフソンスイツチを用いて構成され
た超伝導記憶回路として、従来、第１図を伴なつ
て次に述べる構成を有するものが提案されてい
る。

すなわち、超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊと、
２つの制御線Ｃ１及びＣ２とを有し、超伝導ジヨ
セフソン接合素子Ｊに２値表示で「１」及び
「０」をとる電流が「１」で供給されている状態
で、制御線Ｃ１及びＣ２に２値表示で「１」及び
「０」をとる電流が「１」で供給された場合、超
伝導ジヨセフソン接合素子Ｊが零電圧状態から有
電圧状態に転換する超伝導ジヨセフソンスイツチ
Ｇを有する。

また、超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊと、１つ
の制御線Ｃとを有し、超伝導ジヨセフソン接合素
子Ｊに２値表示で「１」及び「０」をとる電流が
「１」で供給されている状態で、制御線Ｃに２値
表示で「１」及び「０」をとる電流が「１」で供
給された場合、超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊ
が、零電圧状態から有電圧状態に転換する超伝導
ジヨセフソンスイツチG′を有する。

さらに、２つのインダクタＬ１及びＬ２を有す
る。

しかして、超伝導ジヨセフソンスイツチＧの超
伝導ジヨセフソン接合素子Ｊと、インダクタＬ１
とが直列に接続されて第１の直列回路が形成さ
れ、また、超伝導ジヨセフソンスイツチG′の超
伝導ジヨセフソン接合素子Ｊと、インダクタＬ２
とが直列に接続されて第２の直列回路が形成され
ている。

そして、第１及び第２の直列回路が並列に接続
されて並列回路が形成され、その並列回路が電源
線路Ｂに介挿されている。

また、超伝導ジヨセフソンスイツチＧの制御線
Ｃ１を含んで電流路Ｈ１が形成され、また、超伝
導ジヨセフソンスイツチＧの制御線Ｃ２を含んで
電流路Ｈ２が形成されている。

さらに、超伝導ジヨセフソンスイツチG′の超
伝導ジヨセフソン接合素子Ｊを含んで電流路Ｈ６
が形成されている。

以上が従来提案されている超伝導記憶回路の構
成である。

このような構成によれば、次に述べる動作が得
られる。

すなわち、電源線路Ｂに、２値表示で「１」及
び「０」をとる電流を「１」で電流を「１」で供
給した状態で、電流路Ｈ１及びＨ２に２値表示で
「１」及び「０」をとる電流をともに「１」で供
給すれば、超伝導ジヨセフソンスイツチＧの超伝
導ジヨセフソン素子Ｊが零電圧状態から有電圧状
態に転移し、超伝導ループに、少くとも１つの磁
束量子が取り込まれ、このことで、２値表示で
「１」及び「０」をとる情報が「１」で記憶され
たことになる。

また、このような状態から、電源線路Ｂに、２
値表示で「１」及び「０」をとる電流を「０」で
供給しても、超伝導ループに取り込まれた磁束量
子は放出されず、従つて２値表示で「１」及び
「０」をとる情報が「１」で記憶されている状態
を保持している。

さらに、このような状態から、電源線路Ｂ及び
電流路Ｈ６に、２値表示で「１」及び「０」をと
る電流をともに「１」で供給すれば、超伝導ジヨ
セフソンスイツチG′の超伝導ジヨセフソン素子
Ｊが零電圧状態から有電圧状態に転移し、このた
め、超伝導ジヨセフソンスイツチG′の超伝導ジ
ヨセフソン素子Ｊに供給された電流が流れなくな
り、このことで、２値表示で「１」及び「０」を
とる情報が「１」で読出されたことになる。

また、超伝導ループに磁束量子が取り込まれて
いる状態にあるとき、すなわち、情報が「１」で
記憶されている状態にあるとき、電源線路Ｂに２
値表示で「１」及び「０」をとる電流を「０」で
供給している状態で、電流路Ｈ１及びＨ２に、２
値表示で「１」及び「０」をともに「１」で供給
すれば、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ１の超伝
導ジヨセフソン素子Ｊが零電圧状態から有電圧状
態に転移し、このため、いままで超伝導ループに
保持されていた磁束量子が放出され、このこと
で、２値表示で「１」及び「０」をとる情報が
「０」で記載されたことになる。

また、このような状態から、電源線路Ｂ及び電
流路Ｈ６に２値表示で「１」及び「０」をとる電
流を「１」で供給しても、超伝導ジヨセフソンス
イツチG′の超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊは零
電圧状態から有電圧状態に転移せず、このため、
電流路Ｈ６に供給された電流が、電流路Ｈ６に流
れている状態を保ち、このことで、２値表示で
「１」及び「０」をとる情報が「０」で読出され
たことになる。

上述したように、第１図に示す従来の超伝導記
憶回路によれば、２値表示で「１」及び「０」を
とる情報を記憶させ、また、これを読出すことが
できる。

しかしながら、第１図に示す従来の超伝導記憶
回路の場合、２値表示で「１」及び「０」をとる
情報を「１」で記憶させるとき、電源線路Ｂに
「１」で供給される電流が、予定値に確定する以
前に、電流路Ｈ１及びＨ２に電流が「１」で供給
されれば、超伝導ジヨセフソンスイツチＧの超伝
導ジヨセフソン接合素子Ｊが、それに予定値のバ
イアス電流が供給される以前に、零電圧状態から
有電圧状態に転移するため、超伝導ループに、磁
束量子が正規の量、取込まれず、誤動作を生じ
る。

従つて、電源線路Ｂに供給する電流と、電流路
Ｈ１及びＨ２に供給する電流との間に、順序と時
間間隔とを必要とする。

また、情報が「１」で書込まれて後、電源線路
Ｂに電流が「１」で供給されている状態から
「０」に供給されている状態に転換するとき、電
流路Ｈ１及びＨ２の少くとも何れか一方に電流が
「０」で供給されていなければ、情報が「０」で
記憶されている誤動作を生じる。

従つて、電源線路Ｂの電流を「１」から「０」
に転換させる時刻と、電流路Ｈ１及びＨ２に電流
を「１」から「０」に転換させる時刻との間に、
順序と、時間間隔を必要とする。

従つて、第１図に示す従来の超伝導記憶回路の
場合、情報を記憶させるのに、電源線路Ｂ、及び
電流路Ｈ１及びＨ２に供給する電流を、予定の順
序で、且つ予定の時間間隔を保つている電流とし
て用意する必要があるという欠点を有していたと
ともに、高速で記憶され、またこれから読出すこ
とができない、という欠点を有していた。

さらに、第１図に示す従来の超伝導記憶回路の
場合、超伝導状態に冷却するとき、超伝導ループ
に、磁束量子が予定数でない数取込まれるおそれ
を有し、そしてこのように超伝導ループに磁束量
子が取込まれれば、超伝導ジヨセフソンスイツチ
Ｇが動作する電流レベルが大幅に変動し、このた
め、情報の書込時の電流余裕度が大幅に低下す
る、という欠点を有していた。

よつて、本発明は、上述した欠点のない、新規
な超伝導記憶回路を提案せんとするもので、以
下、本発明の実施例を詳述するところから明らか
となるであろう。

第２図は、本発明による超伝導記憶回路の実施
例を示し、次に述べる構成を有する。

すなわち、超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊと、
２つの制御線Ｃ１及びＣ２とを有し、超伝導ジヨ
セフソン接合素子Ｊに２値表示で「１」及び
「０」をとる電流が「１」で供給されている状態
で、制御線Ｃ１及びＣ２に２値表示で「１」及び
「０」をとる電流が「１」で供給された場合、超
伝導ジヨセフソン接合素子Ｊが零電圧状態から有
電圧状態に転換する、第１、第２及び第３の超伝
導ジヨセフソンスイツチＧ１，Ｇ２及びＧ３を有
する。

また、第１及び第２の抵抗Ｒ１及びＲ２を有す
る。

しかして、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ１及
びＧ２の超伝導ジヨセフソン接合素子が直列に接
続されて第１の直列回路が形成され、また、抵抗
Ｒ１及びＲ２が直列に接続されて第２の直列回路
が形成され、そしてそれら第１及び第２の直列回
路が並列に接続されて並列回路が形成されてい
る。

そしてその並列回路が電源線路Ｂに介挿されて
いる。

また、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ３の制御
線Ｃ１の第１の端ａ１が、上述した第１の直列回
路の超伝導ジヨセフソンスイツチＧ１及びＧ２の
超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊの接続中点に、第
２の端ａ２が、上述した第２の直列回路の抵抗Ｒ
１及びＲ２の接続中点に接続されている。

さらに、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ１及び
Ｇ２の制御線Ｃ１が直列に接続されて第３の直列
回路が形成され、その第３の直列回路を含んで第
３の電流路Ｈ３が形成されている。

また、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ１及びＧ
３の制御線Ｃ２が直列に接続されて第４の直列回
路が形成され、その第４の直列回路を含んで第４
の電流路Ｈ４が形成されている。

さらに、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ２の制
御線Ｃ２を含んで第５の電流路Ｈ５が形成されて
いる。

なおさらに、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ３
の超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊを含んで第６の
電流路Ｈ６が形成されている。

以上が、本発明による超伝導記憶回路の実施例
の構成である。

このような構成によれば、電源線路Ｂに電流が
供給されている状態で、電流路Ｈ３及びＨ４に２
値表示で「１」及び「０」をとる電流を「１」で
供給すれば、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ１の
超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊ１が零電圧状態か
ら有電圧状態に転移する。

このため、いままで直列回路Ｇ１の超伝導ジヨ
セフソン接合素子Ｊに流れていた電流が、抵抗Ｒ
１を通つて超伝導ジヨセフソンスイツチＧ３の制
御線Ｃ１に、その一端ａ２側から他端ａ１側に向
つて流れる。そしてこのことで、２値表示で
「１」及び「０」をとる情報が、「１」で記憶され
たことになる。

また、電源線路Ｂに電流が供給されている状態
で、電流路Ｈ３及びＨ５に、２値表示で「１」及
び「０」をとる電流を「１」で供給すれば、超伝
導ジヨセフソンスイツチＧ２の超伝導ジヨセフソ
ン接合素子Ｊが零電圧状態から有電圧状態に転移
する。

このため、いままで超伝導ジヨセフソンスイツ
チＧ２の超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊに流れて
いた電流が、直列回路Ｇ３の制御線Ｃ１に、その
一端ａ１側から他端ａ２側に流れる。そしてこの
ことで、２値表示で「１」及び「０」をとる情報
が、「０」で記憶されたことになる。

さらに、上述したように、情報が「０」で記憶
されている状態になつてから、電流路Ｈ３及びＨ
４に供給されている電流が「０」から「１」に転
換しても、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ１の超
伝導ジヨセフソン接合素子Ｊが有電圧状態を保つ
ているので、情報が「１」で記憶されている状態
が保持されている。

また、上述したように、情報が「０」で記憶さ
れている状態になつてから、電流路Ｈ３及びＨ５
に供給されている電流が「０」から「１」に転換
しても、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ２の超伝
導ジヨセフソン接合素子Ｊが有電圧状態を保つて
いるので、情報が「０」で記憶されている状態が
保持されている。

さらに、電源線路Ｂに電流が供給されている状
態で、電流路Ｈ４及びＨ６に、２値表示で「１」
及び「０」をとる電流を「１」で供給した場合、
超伝導ジヨセフソンスイツチＧ３の制御線Ｃ１
に、その一端ａ２側から他端ａ１側に向つて電流
が流れていれば、すなわち、情報が「１」で記憶
されていれば、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ３
の超伝導ジヨセフソン接合素子Ｊは零電圧状態か
ら有電圧状態に転換しないか、超伝導ジヨセフソ
ンスイツチＧ３の制御線Ｃ１に、その一端ａ１側
から他端ｓ２側に向つて電流が流れていれば、す
なわち、情報が「０」で記憶されているとすれ
ば、超伝導ジヨセフソンスイツチＧ３の超伝導ジ
ヨセフソン接合素子Ｊが零電圧状態から有電圧状
態に転換する。このため、電流路Ｈ６に供給され
た電流が、その電流路Ｈ６に流れている状態を保
つ。このことで、情報が「１」で読出される。

上述したように、第２図に示す本発明による超
伝導記憶回路の実施例によれば、電流路Ｈ３及び
Ｈ４に、２値表示で「１」及び「０」をとる電流
を「１」で供給することによつて、２値表示で
「１」及び「０」をとる情報を「１」で記憶する
ことができる。

また、電流路Ｈ３及びＨ５に、２値表示で
「１」及び「０」をとる電流を「１」で供給する
ことによつて、２値表示で「１」及び「０」をと
る情報を「０」で記憶することができる。

さらに、電源線路Ｂ及び電流路Ｈ６に、２値表
示で「１」及び「０」をとる電流を「１」で供給
した場合、電流路Ｈ６に供給された電流が、電流
路Ｈ６に流れている状態を保つことで、「０」で
記憶されている情報を、「１」で読出すことがで
きる。

また、電源線路Ｂ及び電流路Ｈ６に、２値表示
で「１」及び「０」をとる電流を「１」で供給し
た場合、電流路Ｈ６に供給された電流が、電流路
Ｈ６に流れなくなることで、「１」で記憶されて
いる情報を、「０」で読出すことができる。

そして、この場合、電源線路Ｂ及び電流路Ｈ６
に供給する電流の順次は任意でよい。

従つて、第２図に示す本発明による超伝導記憶
回路によれば、所要の電流路に順序を決めて電流
を供給する必要なしに、情報の記憶、及び読出し
をなし得るので、情報の記憶、及び読出しに用い
る電流を容易に得ることができ、また、情報の記
憶、及び読出しを第１図に示す従来の超伝導記憶
回路の場合に比し高速で行うことができるなどの
大なる特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の超伝導記憶回路を示す接続図
である。第２図は、本発明による超伝導記憶回路
の実施例を示す接続図である。Ｇ１〜Ｇ３……超伝導ジヨセフソンスイツチ、
Ｊ……超伝導ジヨセフソン接合素子、Ｃ１，Ｃ２
……制御線、Ｒ１，Ｒ２……抵抗、Ｂ……電源線
路、Ｈ３〜Ｈ６……電流路。

Claims

【特許請求の範囲】１超伝導ジヨセフソン接合素子と、少なくとも
２つの第１及び第２の制御線とを有し、上記超伝
導ジヨセフソン接合素子に２値表示で「１」及び
「０」をとる電流が「１」で供給されている状態
で、上記第１及び第２の制御線に２値表示で
「１」及び「０」をとる電流が「１」で供給され
た場合、上記超伝導ジヨセフソン接合素子が零電
圧状態から有電圧状態に転換する、第１、第２及
び第３の超伝導ジヨセフソンスイツチと、第１及び第２の抵抗とを有し、上記第１及び第２の超伝導ジヨセフソンスイツ
チの超伝導ジヨセフソン接合素子が直列に接続さ
れて第１の直列回路が形成され、上記第１及び第２の抵抗が直列に接続されて第
２の直列回路が形成され、上記第１及び第２の直列回路が並列に接続され
て並列回路が形成され、該並列回路が電源線路に介挿され、上記第３の超伝導ジヨセフソンスイツチの第１
の制御線の第１の端が、上記第１の直列回路の上
記超伝導ジヨセフソン接合素子の接続中点に、第
２の端が上記第２の直列回路の上記第１及び第２
の抵抗の接続中点に接続され、上記第１及び第２の超伝導ジヨセフソンスイツ
チの第１の制御線が直列に接続されて第３の直列
回路が形成され、該第３の直列回路を含んで第３
の電流路が形成され、上記第１及び第３の超伝導ジヨセフソンスイツ
チの第２の制御線が直列に接続されて第４の直列
回路が形成され、該第４の直列回路を含んで第４
の電流路が形成され、上記第２の超伝導ジヨセフソンスイツチの第２
の制御線を含んで第５の電流路が形成され、上記第３の超伝導ジヨセフソンスイツチの超伝
導ジヨセフソン接合素子を含んで第６の電流路が
形成され、上記電源線路に電流が供給されている状態で、
上記第３及び第４の電流路に、２値表示で「１」
及び「０」をとる電流が、「１」で供給された場
合に、上記第３の超伝導ジヨセフソンスイツチの
第１の制御線に、２値表示で「１」及び「０」を
とる電流が、当該第３の超伝導ジヨセフソンスイ
ツチの第１の制御線の第２の端側から第１の端側
に流れることで、２値表示で「１」及び「０」を
とる情報が「１」（または「０」）で記憶され、上記電源線路に電流が供給されている状態で、
上記第３及び第５の電流路に、２値表示で「１」
及び「０」をとる電流が「１」で供給された場合
に、上記第３の超伝導ジヨセフソンスイツチの第
１の制御線に、２値表示で「１」及び「０」をと
る電流が、当該第３の超伝導ジヨセフソンスイツ
チの第１の制御線の第１の端側から第２の端側に
向つて流れることで、２値表示で「１」及び
「０」をとる情報が「０」（または「１」）で記憶
され、上記電源線路に電流が供給されている状態で、
上記第４及び第６の電流路に、２値表示で「１」
及び「０」をとる電流が、「１」で供給された場
合に、上記第６の電流路に供給された電流が、当
該第６の電流路に流れている状態を保つことで、
２値表示で「１」及び「０」をとる情報が「１」
（または「０」）で読出され、上記電源線路に電流が供給されている状態で、
上記第４及び第６の電流路に、２値表示で「１」
及び「０」をとる電流が、「１」で供給された場
合に、上記第６の電流路に供給された電流が、当
該第６の電流路に流れなくなることで、２値表示
で「１」及び「０」をとる情報が「０」（または
「１」）で読出されることを特徴とする超伝導記憶
回路。