JPS5957526A - 超伝導論理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、論理積が胃られるようになされた、超伝導ジ
ョレフソンスイッチを用いた超伏シ〃論理回路に関づる
。

このような超伝導論理回路とじ−Ｃ，従来、第１図を伴
なって、次に述べる構成のものが提案され−（−いる。

即ら、超伝導ジョセフソン接合素子Ｊと、その超１云導
ジョレフソン接合素子、ｊを介挿しているバイアス電流
線１３と、少くとも１つの制御線Ｇとを有し、バイアス
電流線Ｂに２値表示で′「１」及び１０」をとる電流が
「１」で供給されている状態で、制御線０に２値表示で
「１」及びｒＯＪをとる電流が「０」で供給されている
状態から「１」で供給された場合、超伝導ジョセフソン
接合素子Ｊ　／Ｊ’；零電圧状態から右電圧状態に転換
覆る、第１、第２、第３、第４及び第５の超伝導ジョセ
フソンスイッチ８１．Ｇ２゜Ｇ３．８４及びＧ５を有り
る、。

また、超伝導ジョセフソン接合素子Ｊと、その超伝導ジ
ョセフソン接合素子を介挿しているバイアス電流線Ｂと
、少くとも２つの第１及び第２の制御線Ｇ１及びＧ２と
を有し、バイアス電流線Ｂに２値表示で１１」呼び干Ｏ
」をとる電流が１１」で供給されている状態で、第１の
制御線Ｇ１のみに２値表示で「１」及びｒＯＪをとる電
流が「１」で供給された場合、超伝導ジョセフソン探合
素子Ｊが零電圧状態から右電圧状態に転換覆る、第６の
超伝導ジョレフソンスイッチＳ６を右づる。

ざらに、第１、第２、第３、第４、第５及び第６のイン
ダクタＬ’ｌ、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４．Ｌ５及びＬ６を有す
る。

然しで、超伝導ジョセフソンスイッチＳ１の超伝導ジョ
セフソン接合素子Ｊど、インダクタ１−１と、超伝導ジ
：ルフソンスイップＳ６の制御線Ｇ１どが直列に接続さ
れて第１の直列回路か形成され、ぞの第１の直列回路を
含／Ｖで第１の電流路１−１１が形成されている。

また、超伝導ジ、３レフソンスイッチＳ２の超伝尊ジー
］Ｌ！フソン接合素子、Ｊど、インダクタ１−２とが１
列に接続され−（第２の直列回路が形成され、その第２
の直列回路を含／υで第２の電流回路１−１２が形成さ
れている。

さらに、電流路１」１及び１」２が並列に接続され−Ｃ
第１の並列回路Ｕ１が形成され、その第１の並列回路Ｕ
１が電源線路Ｂ１に介挿されている。

なおさらに、超伝導ジ：ＩＬ！フソンスイッチＳ３の超
１ｉ；導ジＦ］レフソン接合素子Ｊど、インダクタＬ３
と、超１云導ジョレフソンスイッチ’Ｓ６の超伝導ジョ
セフソン接合素子Ｊとが直列に接続されて第３の直夕１
１回路が形成され、その第３の直列回路を含んで第３の
電流路が形成されてまた、超伝導ジョレフソンスイッヂ
Ｓ／Ｉの超伝導ジョセフソン接合素子５Ｊど、インダク
タＬ４とが１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１−１４が
形成されている。

さらに、電流路１」３及びｌ−１／Ｉが並列に接続され
て第２の並列回路Ｕ２が形成され、その第２の並列回路
が電源線路Ｂ２に介１Φされている。

なＪ３さらに、超伝導ジョレフソンスイッヂＳ５の超伝
導ジョセフソン接合素子、ノと、インダクタ＋５とが直
列に接続されて第５の直列回路が形成され、その第５の
直列回路を含／υで第５の電流路ｌ−１５が形成されて
いる。

また、超伝導ジョセフソンスイッチＳ６の超伝導ジョセ
フソン接合素子Ｊと、インダクタ１−６とが直列に接続
されて第６の両列回路が形成され、その第６の直列回路
を含んで第６の電流回路Ｈ６が形成されている。

さらに、電流路１−１５及びｌ−１６が並列に接続され
て第３の並列回路Ｕ３が形成され、その第３の並列回路
Ｕ３が電源線路Ｂ３に介挿されている。

以上が、従来提案されている超伝導論理回路の構成であ
る。

この上うな４１４成を有りる超伝導論理回路にＪ：れば
、次の動作が得られる。

即ち、電源電流線１３１　、Ｂ　２及びＢ３に、２値表
示で「１」及び「０」をとるバーｒアス電流を、「１」
で供給した状態で、超伝導ジ：ｌじノソンスイッヂＳ２
及びＳ４の制御線Ｇに、それぞれ、２値表示で「１」及
びｌ’　ＯＪをどる電流を、「１」で供給すれば、超伝
導ジョセフソンスイッチ８２及びＳ４の超伝導ジョセフ
ソン接合素子Ｊが、右電圧状態に転換し、電流路１−１
１及ヒｌ−１３ニ、２値表示で１１」及び「ｏ」をとる
電流が、「０」の状態から、「１」の状態で１１ノられ
る。

このため、超伝導ジョセフソンスイッチＳ６の超伝導ジ
ョレフソン接合累子Ｊが、イ１電汀状態に転換し、電流
路１−１５に、２伯表示で「１」及びｌ−ＯＪをどる電
流が、ｌ−１−１の状態で１！７られる。

従って、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及びＳ４の制
御線Ｇに供給される「１」の電流の論理積が、電流路１
」５で、「１」の電流として得られる１゜ また、上述したように、」口述した論理積が、電流路１
−１５で、「１」の電流どして得られ、または、得られ
ていない状態から、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及
び＄４の制御線Ｇの何れか一方または双方に、２値表示
で１１１及びｒＯＪをとる電流を「０」に供給しても、
超伝導ジョセフソン接合スイッチ８２．７Ｊｙ、びＳ４
の超伝導ジョセフソン接合素子Ｊの双方が、有電圧状態
にならず、このため電流路１−（１及びｌ−１３の双方
に、電流が「１」で得られないので、超伝導ジョセフソ
ンスイッチＳ６の超伝導ジョセフソン接合素子Ｊは零電
圧状態を保持し、従って、電流路１」；うに、電流が「
１−１の状態で得られない１．即ち、ｒＯＪの状態でし
か得られない。

ざらに、上述し・た動作をなさせてから、超伝導ジョセ
フソンスイッチｓ２及びｓ４の制御線Ｇに供給する、上
述した電流が、「−〇」の状態になって後、超伝導ジＥ
　ｔフソンスイッヂｓ１及びＳ３の制御線Ｇに、２１１
ｉｊ表示で１１」及び［−〇」をとる電流を、「１」で
供給すれば、超伝導ジョレフソンスイップｓ１及び＄３
の超伝導、ジーＩＬ！フソン接合素子が、右電圧状態に
なるので、電流路Ｈ１及びＨ３に、２値表示で「１」及
び「０」をとる電流が、ｆ’　ＯＪの状態で得られる。

次に、超伝導ジ、−ルフソンスイッチｓ５の制御線Ｇに
、２値表示で「１」及びｒＯＪをどる電流を、「１」の
状態で供給すれば、超伝導ジョセフソンスイッチＳ５の
超伝導ジョセフソン接合素子Ｊが、右電圧状態になり、
電流路１−１５に、電流が「０」の状態で得られる。

よって、電流路１−！　１　、ｌ−１３及び１＝−ｌ　
５が、電流電流１−１２．１−１４及びＨ６が、電流を
、「１」で得ている状態に復帰づる。

従って、次に、上述しｌζように、超伝導ジョセフソン
スイッチＳ２及びＳ／Ｉの制御線Ｇに、電流を「１」で
供給すれば、上述したと同様に、十）ホした論理積が、
電流路）１５で、「１」の電流として１７られる。

！−述したように、第１図に示り°従来の超伝導論理回
路によれば、論理積を得ることができる。

然しながら、上述した従来の超伝導論理回路の場合、一
旦、上述した論理積を得て後、再度、上述した論理積を
得る場合、−１５ホしたＪ、うに、電流路Ｈ１、ｌ１３
及ヒＨ５（７）ｉＨ？ｆｆｉヲｒ　ＯＪ　ニ復帰させ、
目つ電流路Ｈ２、］］４及びト１６の電流を１１」に復
帰させる必要がある。

そして、このような復帰は、上述したように、超伝導ジ
ョセフソンスイッヂｓ１及びｓ３の制御線Ｇに１１」の
電流を供給し、次に、超伝導ジョレフソンスイッヂＳ５
の制御線Ｇに「１」の電流を供給Ｊ′る、という順次の
過程を経て始め−（１シＩられる。

このため、再度、論理積を得るため外部回路が複雑にな
ると共に、再度、論理積を得るまでに、時間を要し、拘
束論ｌ！Ｉｊ動作を得ることができない等の欠点を有し
ていた。

にって、本発明は上述した欠点のない、新規な超伝導論
理回路を提案せんとするものである。

第２には、本発明にＪ：る超伝導論理回路の実施例を示
づ゛。

第２図において、第１図との対応部分には同一符号を（
くＪして、詳細説明を省略する。

第２図に示り゛本発明による超伝導論理回路は、次の事
項を除いて、第１図で上述した従来の超伝導論理回路と
同様の構成を有する。

即ち、第１図で上述したと同様に、超伝導ジョレフソン
スイッヂ８１〜Ｓ６、インダスタＬ１〜１−６を右する
が、その外にパルス発生回路ＰＧを有する。

このパルス発生回路ＰＧは、信号電流入ツノ線Ｆど、信
号電流出力線にどを有し、信号型流入ツノ線Ｆに２値表
示で「１」及び「０」をとる電流が「０」で供給されて
いる状態から「１」で供給された場合、または、信号電
流入力線Ｆに２値表示で「１」及びｒＯＪをとる電流が
「１」で供給されている状態からｒＯＪで供給された場
合、信号電流出力線Ｋに、２値表示で「１」及び「０」
をとる電流が、所定の期間「１」をとる、という出力パ
ルス電流を出力する構成を右り−る。

このような構成を右づるパルス発生回路ＰＧは、それ自
体公知であるので詳細説明は省略するが、例えば特願昭
５５−１２８２７９号または特願昭５６−１１７５０５
号に記載されているパルス発生回路を適用し得る。。

また、第１図で上述したと同様に、電流）−１１，１−
１２、ｌ−１４、Ｉ−１５及び１−１６を形成されＣい
るが、電流路１」３が、超伝導ジョレフソンスイッチＳ
３の超１云導ジョセフソン接合素子、Ｊど、インダクタ
Ｌ　３ど、超伝導ジョレフソンスイップＳ６の制御線Ｇ
２どが直列に接続された直列回路を含／υ′Ｃ構成され
−Ｃいるに代え、超伝導ジョセフソンスイッチＳ　Ｌ３
の超伝導ジョセフソン接合素子Ｊと、インダクタＬ３と
、上述したパルス発生回路ＰＧの信号電流入力線Ｆどが
直列に接続された直列回路を含んＣ形成されている。

さらに、パルス発生回路ＰＧの信号電流出力線Ｋが、超
伝導ジヨレフソンスイッヂＳ６の制御線Ｇ２を含んで４
１４成されている。

以上が、本発明による超伝導論理回路の一例の構成であ
る。

このにうな本発明にＪ：る超伝導論理回路の構成によれ
ば、次の動作が得られる。

即ら、電源電流線１３１　、Ｂ　２及びＢ３に、第１図
で上述したと同様に、バイアス電流を１１」で供給しｌ
こ状態で、超伝導ジョレフソンスイッヂＳ１．８３及び
Ｓ５の制ｔＩＴＩ線Ｇに、２値表示Ｃ「１」及び「０」
をとる電流を「１」Ｃ供給すれば、超伝導ジョセフソン
スイッチＳ１、Ｓ３及びＳ５の超伝導ジョセフソン接合
水子Ｊが右電圧状態に転換し、電流路Ｈ２，１−ＩＡ及
び１」６に、電流が、「０」の状態から、「１」の状態
で得られる。なＪ３、このような状態は、インダクタし
１〜Ｌ６のインダクタンスをそれぞれ、Ｌ１〜Ｌ６と覆
るとき、Ｌ２／Ｌ１．．１４／ｆＬ３、ｆＬ６／Ｌ５の
比を十分小とすることによって、容易に１ｑることがで
きる。。

次に、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及びＳ４の制御
線Ｇに、２値表示で「１」及びｒＯＪをとる電流を、「
１」で供給すれば、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及
びＳ４の超伝導ジョセフソン接合素子Ｊが右電圧状態に
転換し、電流路１−１１及び（−１３に、電流が１−１
」の状態で１５られる。

このため、即ち、電流１−１３の電流が「１」で１時た
ことにより、パルス発生回路ＰＧの信号電流入力線Ｆに
、電流が、「１］で供給され、よっ゛（、パルス発生回
路ＰＧの信号電流出力線１〈に、２値表示で「１」及び
「０」をとる電流が、所定の期間、［−１」で出力され
る。即ち、パルス発生回路１つＧから、出力パルス電流
が出力される１゜ このため、超伝導ジョじフソンスイッチＳ６の制御線Ｇ
２に、電流が、所定の期間、「１」で供給される。

よつ（、超伝導ジールフソンスイッチＳ６の超伝導ジョ
セフソン接合素子Ｊが有電圧状態に転換し、従って、電
流路１−１５に、電流が「１」で得られる。

従って、超伝導ジョセフソンスイッチ８２及びＳ４の制
御線Ｇに供給される「１」の電流の論理積が、電流路１
−１５で、「１」の電流とし−Ｃ得られる。

また、上述した動作をなさしめてから、超伝導ジョセフ
ソンスイッチＳ２及びＳ４の制御線Ｇに供給する、上述
した電流が、「０」の状態になって後、超伝導ジョセフ
ソンスイッチＳ１゜Ｓ３及びＳＪの制御線Ｇに、２値表
示で１１」及びし０］をとる電流を、所定１１１間、１
１」Ｃ供給すれば、超伝導ジ：ルフソンスイッチＳｌ。

８３及びＳ５が右電圧状態になるので、電流路１１１．
１−１３及び１」５に、電流が、「０」で得られる状態
に復帰し、また電流路１−１２，８４及びＨ６に、電流
が「１」で得られる状態に復帰づる。

従って、次に、上述したように、超伝導ジョセフソンス
イッチ８２及びＳ５の制御線Ｇに、電流を１１」で供給
すれば、」上述したと同様に、上述した論理積が、電流
路１」５で、「１」の電流として得られる。

上述しｌζように、第２図に示す本願発明ににる超伝導
論理回路によってし、第１図で述べた従来の超伝導論理
回路の場合と同様に、論理積を着ること／）（できる。

然しながら、上述した本発明による超伝導論理回路の場
合、一旦、上述した論理積を得て後、再度、上述した論
理積を得る場合、上述したように、超伝導ジョレフソン
スイツブＳ１．Ｓ３及びＳｊＯ制１（１１線Ｇに、＋−
１ｊの電流を（ｊξ給覆るだ【〕で、１ｑられる。

このため、再度、論理積を得るための外部回路が、第１
図Ｃ」−）ボしたで１η来の超伝導論１１１回路の場合
に比し格段的にｒｒＩ易化されると其に、再度、論１！
１！積を１！７るまでに、第１図で上）ホした従来の超
伝導論理回路のような、比較的長い時間を装さず、高速
論狸勅作を得ることが℃゛きると等の人なる記１徴をイ
１Ｊる。

尚、上述（こ於いて（：１、本発明の超伝導論理回路の
１つの実施例を示したに留まり、本弁明のｉｒ」神を１
１（１りることなしに、種々の変型女史をなし１εする
であろう、。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の超伝導論理回路を承り一接続図である
。 第２図は、本発明に依る超伝導論理回路の実メ進例を示
づ一接続図である。 Ｓｌ−・Ｓ６・・・・・・・・・超伝導ジョレフソンス
イツヂ Ｊ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・超伝導
ジー］レフソン接合素子 １３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・バイ
アス゛電流源Ｇ、Ｇ１．Ｇ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・制御線Ｐ
　Ｇ・・・・・・・・・・・・・・・・・・パルス発生
回路１」１〜１＝１６・・・・・・・・・電流路Ｕ１〜
Ｕ３・・・・・・・・・並列回路１３１〜［３３・・・
・・・・・・電源電流線出願人　　１」本電信電話公社 第１図 手続ネ１１１正書 特８１庁長官　　若　　杉　　和　　夫　　殿１、事件
の表示　　特願昭５７−１６６９６３号２、発明の名称
　　超伝導論理回路 ３、補正をする者 事件との関係　特ＷＦ出願人 住　所　東京都千代田区内幸町１丁目１番６号名　称　
＜　　４２２）日本電信電話公社代表者　真　　藤　　
　恒 ４、代理人 住　所　〒　１０２　　東京都千代口」区麹町５丁目７
番地　秀和紀尾月町ＴＢＲ８２０号 ５、補正命令の日付　自発補正 ６、補正により増加覆る発明の数　　なし７、補正の対
象　明細書全文 ８、補正の内容　別紙のとおり 明　細　書く全文訂正） １、発明の名称　　超伝導論理回路 ２、特許請求の範囲 超伝導ジョセフソン接合素子と、該超伝導ジョセフソン
接合素子を介挿り、ているバイアス電流線と、少くとも
１つの制御線とを有し、上記バイアス電流線に２値表示
で「１」及びｒＯＪをとる電流が１１」で供給されてい
る状態で、上記制御線に２値表示で「１」及び「Ｏ」を
とる電流が「０」で供給されている状態から「１」で゛
供給された場合、上記超伝導ジョ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、第３
、第４及び第５の超伝導ジョセフソンスイッチと、 超伝導ジョセフソン接合素子と、該超伝導ジョセフソン
接合素子を介挿しているバイアス電流線と、少くとも２
つの第１及び第２の制御線とを有し、上記バイアス電流
線に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
１ｉｒｊ表示で「１」及び「Ｏ」をとる電流が１１」で
供給された場合、上記超伝導ジョ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６の超伝導ジョ
セフソンスイッチと、第１、第２、第３、第４、第５及
び第６のインダクタと、 信号電流入力線と、信号電流出力線とを有し、上記信号
電力入力線に２値表示で１１」及び「０」をとる電流が
「Ｏ」で供給されている状態から「１」で供給された場
合、または上記信号電流入力線に２値表示で「１」及び
ｒＯＪをとる電流が「１」で供給されている状態から「
０」で供給された場合、上記信号電流出力線に２値表示
で１１」及び「Ｏ」をとる電流を、所定の期間「１」を
とる出力パルス電流として出力づるパルス発生回路とを
有し、 上記第１の超伝導ジョレフソンスイッチの超伝導ジョセ
フソン接合素子と、上記第１のインダクタと、上記第６
の超伝導ジョセフソンスイッチの第１の制御線とが直列
に接続されて第１の直列回路が形成され、該第１の直列
回路を含んで第１の電流路が形成され、 上記第２の超伝導ジョセフソンスイッチの超伝導ジョセ
フソン接合素子と、上記第２のインダクタとが直列に接
続されて第２の直列回路が形成され、該第２の直列回路
を含んで第２の電流回路が形成され、 」二記第１及び第２の電流路が並列に接続されて第１の
並列回路が形成され、該第１の並列回路が電源線路に介
挿され、 上記第３の超伝導ジョセフソンスイッチの超伝導ジョセ
フソン接合素子と、上記第３のインダクタと、上記パル
ス発生回路の信号電流入力線と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４の超伝導ジョレフソンスイッチの超伝導ジョセ
フソン接合素子と、上記第４のインダクタとが直列に接
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、 一ト記第３及び第４の電流路が並列に接続されＣ第２の
並列回路が形成され、該第２の並列回路が電源線路に介
挿され、 −Ｆ記第５の超伝導ジョセフソンスイッチの超伝導ジョ
レフソン接合素了と、上記第５のインダクタとが直列に
接続されて第５の直列回路が形成され、該第５の直列回
路を含んで第５の電流路が形成され、 上記第６の超伝導ジョセフソンスイッチの超伝導ジョセ
フソン接合素子と、上記第６のインダクタンスとが直列
に接続されて第６の直列回路が形成され、該第６の直列
回路を含んで第６の電流回路が形成され、 上記第５及び第６の電流路が並列に接続されて第３の並
列回路が形成され、該第３の並列回路が電源線路に介挿
され、 上記パルス発生回路の信号電流出力線が、上記第６の超
伝導ジョセフソンスイッチの第２の制御線を含んで形成
され、 上記第２の超伝導ジョレフソンスイッヂの制御線と上記
第４の超伝導ジョセフソンスイッチの制御線とに、２値
表示で「１」及び「Ｏ−１をとる、電流が、「１」で供
給されることに基ずき、上記Ｍ５の電流路で論理積が得
られるようになされたことを特徴とする超伝導論理回路
。 ３、発明の詳細な説明 本発明の分野 本発明は、論理積が得られるようになされた、超伝導ジ
ョセフソンスイッチを用いた超伝導論理回路に関する。 本発明の背景 このような超伝導論理回路として、従来、第１図を伴な
って、次に述べる構成のものが提案されている。 即ち、超伝導ジョセフソン接合索子Ｊと、その超伝導ジ
ョセフソン接合素子Ｊを介挿しているバイアス電流線Ｂ
と、少くとも１つの制御線Ｇとを有し、バイアス電流線
Ｂに２値表示で「１」及びｒＯＪをとる電流が「１」で
供給されている状態で、制御線Ｇに２値表示で「１」及
びｒＯＪをとる電流がｒＯＪで供給されている状態から
「１」で供給された場合、超伝導ジョセ゛ノソン接合素
子Ｊが零電圧状態から右型用状態に転換づ“る、第１、
第２、第３、第４及び第５の超伝導ジョセフソンスイッ
チ８１．Ｓ２゜Ｇ３．８４及びＧ５を有する。 また、超伝導ジョセフソン接合素子Ｊと、その超伝導ジ
ョセフソン接合素子Ｊを介挿しているバイアス電流線Ｂ
と、少くとも２つの第１及び第２の制御線０１及びＧ２
どを有し、バイアス電流線Ｂに２１１ｎ表示で「１」及
びｒＯＪをとる電流が「１」で供給されている状態で、
第１及び第２の制御線Ｇ１及びＧ２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
導ジョセフソン接合素子Ｊが零電圧状態から有電圧状態
に転換する、第６の超伝導ジョセフソンスイッチＳ６を
有Ｊる。 さらに、第１、第２、第３、第４、第５及び第６のイン
ダクタＬ１．Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４．Ｌ５及びＬ６を有する
。 然して、超伝導ジョセフソンスイッチｓ１の超伝導ジョ
セフソン接合素子Ｊと、インダクタＬ１と、超伝導ジョ
セフソンスイッチｓ６の制御線Ｇ１とが直列に接続され
て第１の直列回路が形成され、その第１の直列回路を含
んで第１の電流路Ｈ１が形成されている。 また、超伝導ジョセフソンスイッチｓ２の超伝導ジョセ
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、その第２の直列回路を
含んで第２の電流回路１−１２が形成されている。 さらに、電流路１」１及びＨ２が並列に接続されて第１
の並列回路Ｕ１が形成され、その第１の並列回路Ｕ１が
電源線路Ｂ１に介挿されている。 なおさらに、超伝導ジョセフソンスイッチＳ３の超伝導
ジョセフソン接合素子Ｊと、インダクタＬ３と、超伝導
ジョセフソンスイッチｓ６の制御線Ｇ２とが直列に接続
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（」３が形成されている。 また、超伝導ジョセフソンスイッチＳ４の超伝導ジョセ
フソン接合素子Ｊと、インダクタ［−４とが直列に接続
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／Ｖで第４の電流路１」４が形成されでいる。 さらに、電流路１−１３及び１−１４が並列に接続され
て第２の並列回路Ｕ２が形成され、その第２の並列回路
Ｕ２が電源線路Ｂ２に介挿されている。 なおさらに、超伝導ジョセフソンスイッチＳ５の超伝導
ジョセフソン接合索子Ｊと、インダクタＬ５どが直列に
接続されて第５の直列回路が形成され、その第５の直列
回路を含んで第５の電流路ｌ−１５が形成されている。 また、超伝導ジョセフソンスイッチＳ６の超伝導ジョセ
フソン接合素子Ｊと、インダクタＬ６とが直列に接続さ
れて第６の直列回路が形成され、その第６の直列回路を
含んで第６の電流回路１１６が形成されている。 さらに、電流路Ｈ５及びＨ６が並列に接続され−Ｃ第３
の並列回路Ｕ３が形成され、その第３の並列回路Ｕ３が
電源線路Ｂ３に介挿されている。 以−［が、従来提案されている超伝導論理回路の構成で
ある。 このような構成を右する超伝導論理回路によれば、次の
動作が得られる。 即ち、電源電流線ＢＩ　Ｂ２及び１３３に１．２値表示
で「１」及びｒＯＪをとるバイアス電流を、「１」で供
給している状態で、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及
びＢ４の制御線Ｇに、それぞれ、２値表示で「１」及び
ｒＯＪをどる電流を、共に「１」で供給すれば、超伝導
ジョセフソ′ンスイッチＳ２及びＢ４の超伝導ジョセフ
ソン接合素子Ｊが、有電圧状態に転換し、電流路Ｈ１及
び１−１３に、２値表示で「１」及び「０」をとる電流
が、「０」の状態から、「１」の状態で１阿られる。 このため、超伝導ジョレフソンスイッチＳ６の超伝導ジ
ョセフソン接合素子Ｊが、有電圧状態に転換し、電流路
ｌ−１５に、２値表示で「１」及び「０」をとる電流が
、「１」の状態で得られる。 従って、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及びＢ４の制
御線Ｇに供給される「１」の電流の論理積が、電流路１
−１５で、「１」の電流として得られる。 また、超伝導ジョセフソンスイッチ８２及びＢ４の制御
線Ｇの何れか一方または双方に、２値表示で「１」及び
「０」をとる電流を「０」に供給すれば、超伝導ジョセ
フソン接合スイッチＳ２及びＢ４の超伝導ジョセフソン
接合素子Ｊの一方または双方が、有電圧状態にならず、
このため電流路１」１及びｌ−１３の双方に、電流が「
１」で得られないので、超伝導ジョセフソンスイッチＳ
６の超伝導ジョセフソン接合素子Ｊは零電圧状態を保持
し、従って、電流路１−１５に、電流が「０」の状態で
得られる。 さらに、上述した動作をさせてから、超伝導ジョセフソ
ンスイッチ８２及びＢ４の制御線Ｇに供給する上述した
電流が、ｒＯＪの状態になって後、超伝導ジョセフソン
スイッチＳ１及びＢ３の制御線Ｇ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
ジョセフソンスイッチＳ１及びＢ３の超伝導ジョセフソ
ン接合素子Ｊが、有電圧状態になるので、電流路１−１
１及び１−１３に、２値表示で「１」及びｒＯＪをとる
電流が、「０」の状態で１ｑられる。 次に、超伝導ジョはフソンスイッチＳ５の制御線Ｇに、
２値表示で１１」及び「０］をとる電流を、「１」の状
態で供給り＝れば、超伝導ジョセフソンスイッチＳ５の
超伝導ジョセフソン接合素子Ｊが、右電圧状態になり、
電流路ｌ−１５に、電流が「０」の状態で得られる。 よって、電流路１−１１　、Ｉ−１３及びｌ−１５が、
電流を、「０」で得ている状態に復帰する。また、電流
１−１２．１−１４及びｌ−１６が、電流を、「１」で
１！Ｊでいる状態に復帰する。 従って、上述したように、超伝導ジョセフソンスイッチ
Ｓ２及びｓ４の制御線Ｇに、電流を１０」または「１」
で供給すれば、上述しＩＣと同様に、上述した論理積が
、電流路１−１５で得られる。 上述したように、第１図に示す従来の超伝導論理回路に
よれは′、論理積を得ることができる。 黙しながら、上述した従来の超伝導論理回路の場合、上
述した論理積１１」を得て後、再度、上述した論理積を
得る場合、電流路１」６の電流が「０］に復帰し、超伝
導ジョセフソンスイッチ８５及びＳ６が同時に右電圧状
態になることを避（プるため、上述したように、電流路
口］及び（−１３の電流を［−〇」に復帰さけ、電流路
ト１２及びＨ４の電流をｒｌＪに復帰させた後、電流路
！−１５の電流を「０」に復帰さ−け、電流路ト１６の
電流を「１」に復帰させる必要がある。 そして、このような復帰は、上述したように、超伝導ジ
ョセフソンスイッチｓ１及び＄３の制御線Ｇに「１」の
電流を供給し、次に、超伝導ジョセフソンスイッチＳ５
の制御線Ｇに「１」の電流を供給する、という順次の過
程を経て始めて得られる。 このため、再度、論理積を得るための外部回路が複雑に
なると共に、再度、論理積を得るまでに、時間を要し、
高速論理動作を得ることができない等の欠点を有してい
た。 １１叩丸」１ よって、本発明は上述した欠点のない、新規な超伝導論
理回路を提案せんとするものである。 本発明による超伝導論理回路によれば、次の構成を有す
る。 すなわち、第１図で上述した従来の超伝導論理回路の場
合と同様に、超伝導ジョセフソン接合素子と、それを介
挿しているバイアス電流線と、少くとも１つの制御線と
を有する第１〜第５の超伝導ジョセフソンスイッチと：
超伝導ジョセフソン接合素子と、それを介挿しているバ
イアス電流線と、少くとも２つの第１及び第２の制御線
とを右する第６の超伝導ジョセフンンスイッヂと；第１
〜第６のインダクタと；信号電流入力線と信号電流出力
線とを有し、信号型流入）ｊ線に電流が「０」　（また
は「１」）で供給されている状態から、「１」　（また
は［０］）で供給された場合、信号型流出ツノ線に所定
の期間「１」をとる出力パルス電流を出力するパルス発
生回路とを有している。 しかして、第１図で上述した従来の超伝導論理回路の場
合と同様に、上記第１の超伝導ジョセフソンスイッチの
超伝導ジョはフソン接合素子と、上記第１のインダクタ
と、上記第６の超伝導ジョセフソンスイッチの第１の制
御線とが直列に接続され、その直列回路を含んで第１の
電流路が形成され；第２の超伝導ジョセフソンスイッチ
の超伝導ジョセフソン接合素子と、第２のインダクタど
が直列に接続され、その直列回路を含／Ｖで第２の電流
路が形成され；第１及び第２の電流路が並列に接続され
、その並列回路が電源線路に介挿されている。 また、第１図で上述した従来の超伝導論理回路の場合ど
同様に、上記第５の超伝導ジョセフソンスイッチの超伝
導ジョセフソン接合素子と、上記第５のインダクタとが
直列に接続され、その直列回路を含んで第５の電流路が
形成され、：上記第６の超伝導ジョセフソンスイッチの
超伝導ジョセフソン接合素子と、上記第６のインダクタ
とが直列に接続され、その直列回路を含ｌυで第６の電
流路が形成されされ；第５及び第６の電流路が並列に接
続され、その並列回路が電源線路に介挿されている。 しかしながら、本発明による超伝導論理回路によれば、
上記第３の超伝導ジョセフソンスイッチの超伝導ジョセ
フソン接合素子と、第３のインダクタと、パルス発生回
路の信号型流入ツノ線とが直列に接続され、その直列回
路を含ｌυで第３の電流路が形成され；第４の超伝導ジ
ョセフソン接合素子と、第４のインダクタどが直列に接
続され、その直列回路を含んで第４の電流路が形成され
： 第３及び第４の電流路が並列に接続され、その並列回路
が電源線路に介挿され；パルス発生回路の信号電流出力
線が、上記第６の超伝導ジョレフソンスイッヂの第２の
制御線を含／Ｖて形成されている。 このため、本発明による超伝導論理回路によれば、第１
図で上述した従来の超伝導論理回路の場合と同様に、上
記第２の超伝導ジョセフソンスイッチの制御線と、上記
第４の超伝導ジョレフソンスイッチの制御線とに、電流
が「１」で供給されることにもとずき、上記第５の電流
路で論理積が得られるが、その論理積が得られて後、上
記第１．３及び第５の制御線に、電流を１１」で供給す
るだけで、直ちに、再度、同様の論理積を得ることがで
きるので、第１図で上述した従来の超伝導論理回路の欠
点を有しない。 木立ＪｌすＩＬ 第２には、本発明による超伝導論理回路の実施例を示す
。 第２図において、第１図との対応部分には同一符号を付
して、詳細説明を省略する。 第２図に示す本発明による超伝導論理回路は、次の事項
を除いて、第１図で上述した従来の超伝導論理回路と同
様の構成を有する。 即ち、第１図で上ｊホしたと同様に、超伝導ジョセフソ
ンスイッチ８１〜Ｓ６、インダスタし１〜Ｌ６を有（る
が、その外にパルス発生回路ＰＧを有する。 このパルス発生回路１）　Ｇは、信号型流入ノｊ線Ｆと
、信号電流出力線にとを有し、信号電流入力線Ｆに、２
値表示で「１」及びｒＯＪをとる電流が、ｒＯＪで供給
されている状態から「１」で供給された場合、または、
信号電流入力線Ｆに２値表示で「１」及び「０」をとる
電流が１１」で供給されている状態から「０」で供給さ
れた場合、信号電流出力線Ｋに、２値表示で１１」及び
「０」をとる電流が、所定の期間「１」をとる、という
出力パルス電流を出力づる構成を有する。 このような構成を有するパルス発生回路ＰＧは、それ自
体公知であるので詳細説明は省略づ”るが、例えば特願
昭５５−１２８２７９号または特願Ｉｌｌ　５６−１１
７５０５号に記載されているパルス発生回路を適用し得
る。 また、第１図で上述したと同様に、電流路］−１１、ｌ
−１２、）−１４、ト１５及び１」６を形成されている
が、電流路ｌ−１３が、超伝導ジョセフソンスイッヂＳ
３の超伝導ジョセフソン接合素子Ｊと、インダクタ１−
３と、超伝導ジョ壮フソンスイッヂＳ６の制御線Ｇ２と
が直列に接続された直列回路を含んで構成されているに
代え、超伝導ジョセフソンスイッチＳ３の超伝導ジョセ
フソン接合素子Ｊと、インダクタＬ３ど、上述したパル
ス発生回路ＰＧの信号電流入力線「とが直列に接続され
た直列回路を含んで形成されている。 さらに、パルス発生回路ＰＧの信号型流出ツノ線ｌくが
、超伝導ジョセフソンスイッヂＳ６の制ｎ口線Ｇ２を含
／Ｖで構成されている。 以上が、本発明による超伝導論理回路の一例の構成であ
る。 このような本発明による超伝導論理回路の構成によれば
、次の動作が得られる。 即ち、バイアス電流線Ｂ１、Ｂ２及びＢ３に、第１図で
上述したと同様に、バイアス電流を「１」で供給した状
態で、超伝導ジョセフソンスイツヂＳ１、Ｂ３及びＢ５
の制御線Ｇに、２値表示で１１」及び「０」をとる電流
を「１」で供給すれば、超伝導ジョセフソンスイッチＳ
１、Ｂ３及びＢ５の超伝導ジョセフソン接合素子Ｊが有
電圧状態に転換し、電流路Ｈ２，１−１４及び１１６に
、電流が、「０」の状態から、「１」の状態で得られる
。なお、このような状態は、インダクタし１〜［６のイ
ンダクタンスをそれぞれ、ｆＬ１〜Ｌ６とするとき、Ｌ
２／Ｌ１．Ｌ４／ｆ）、３．ＩＩ、６／Ｌ５の比を十分
小とすることによって、容易に得ることができる。 次に、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及びＢ４の制御
線Ｇに、２値表示で「１」及び「０」をとる電流を、「
１４で供給すれば、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及
びＳ４の超伝導ジョセフソン接合素子Ｊが有電圧状態に
転換し、電流路ト１１及び１−１３に、電流が１−１」
の状態で得られる。 このため、即ち、電流１−１３の電流が１１」で得られ
ることにより、パルス発生回路ＰＧの信号電流入力線Ｆ
に、電流が、「１」で供給され、よつＣ、パルス発生回
路ＰＧの信号電流出力線Ｋに、２値表示で「１」及び「
０」をとる電流が、所定の期間、「１」で出力される。 即ち、パルス発生回路Ｉ）　Ｇから、出力パルス電流が
出力される。 このため、超伝導ジョセフソンスイッチＳ６の制御線Ｇ
１に２値表示で「１」及びｒＯＪをとる電流が「１」で
得られている状態で、超伝導ジョセフソンスイッチＳ６
の制御線Ｇ２に、電流が、所定の期間、「１」で供給さ
れる。 よって、超伝導ジョセフソンスイッチＳ６の超伝導ジョ
セフソン接合素子Ｊが有電圧状態に転換し、従っで、電
流路１−１５に、電流が「１」で得られる。 従って、超伝導ジョセフソンスイッチＳ２及びＳ４の制
御線Ｇに供給される「１」の電流の論理積が、電流路］
−１５で、「１」の電流として得られる。 また、上述した動作をさけてから、超伝導ジョセフソン
スイッチＳ２及びＳ４の制御線Ｇに供給リ−る上述した
電流が、［０」の状態になって後、超伝導ジョセフソン
スイッチＳ１，８３及びＳ５の制御線Ｇに、２値表示で
「１」及び「０」をとる電流を、所定期間、「１」で供
給ずれば、超伝導ジョセフソンスイッチＳ６の制御線Ｇ
２に「１」で出力されたパルス電流が１０」に復帰して
いるため、超伝導ジョレフソンスイッヂ＄５及びＳ６が
同時に有電圧状態になることなしに、超伝導ジョセフソ
ンスイッチ８１、Ｓ３及びＳ５が有電圧状態になるので
、電流路１−１１　、ト１３及びト１５に、電流が、「
０」で得られる状態に復帰し、また電流路８２，１−１
４及び１１６に、電流が「１」で得られる状態に復帰り
゛る。 従って、次に、上述したように、超伝導ジョセフソンス
イッチＳ２及びＳ５の制御線Ｇに、電流を１１」で供給
すれば、上述したと同様に、上述した論理積が、電流路
１」５で、「１」の電−流どし−Ｃ得られる。 上述したように、第２図に示す本願発明による超伝導論
理回路によっても、第１図で述べた従来の超伝導論理回
路の場合と同様に、論理積を得ることかできる。 然しながら、上述した本発明による超伝導論理回路の場
合、一旦、上述した論理積を得−Ｃ後、再度、上述した
論理積を得る場合、上述したように、超伝導ジョセフソ
ンスイッチ８１．３３及びＳ５の制御線Ｇに、「１」の
電流を同時に供給り−るだけで、得られる。 このため、再度、論理積を得るための外部回路が、第１
図で上述した従来の超伝導論理回路の場合に比し格段的
に簡易化されると共に、再度、論理積を得るまでに、第
１図で上述した従来の超伝導論理回路のような、比較的
長い時間を要さず、高速論理動作を得ることができる等
の大なる特徴を有する。 尚、上述に於いては、本発明の超伝導論理回路の１つの
実施例を示したに留まり、本発明の精神を脱することな
しに、種々の変型変更をなし得るであろう。 ４、図面の簡単な説明 第１図は、従来の超伝導論理回路を示す接続図である。 第２図は、本発明に依る超伝導論理回路の実施例を示す
接続図である。 Ｓ１〜Ｓ６・・・・・・・・・超伝導ジョセフソンスイ
ッチ Ｊ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・超伝導
ジョセフソン接合素子 Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・バイア
ス電流源Ｇ、Ｇ１．Ｇ２ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・制御線１
）　Ｇ・・・・・・・・・・・・・・・・・・パルス発
生回路１−１１〜１」６・・・・・・・・・電流路Ｕ１
〜Ｕ３・・・・・・・・・並列回路８１〜Ｂ３・・・川
・・・電源電流線 出願人　　日本電信電話公社 １５１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 超伝導ジ＝′＋レフソン接合素子と、該超伝導ジョセフ
   ソン接合素子を介挿しているバイアス電流線ど、少くど
   も１つの制御線とを有し、上記バイアス電流線に２値表
   示で「１」及びｒＯＪをどる電流が「１」で供給されて
   いる状態で、上記制御線に２値表示で「１」及びｒＯＪ
   をどる電流ｂ’（１’　ＯＪで供給されている状態から
   １１」で供給された場合、上記超伝導ジョセフソン接合
   素子が零電圧状態がら右電Ｊ■状態に転１９！Ｊ−る、
   第１、第２、第３、第４及び第５の超伝導ジョレフソン
   スイッヂと、 超伝導ジョセフソン接合素子と、該超伝導ジ＝＋じフソ
   ン接合素子を介挿しＣいるバイアス電流線ど、少くとも
   ２つの第１及び第２の制御線とを有し、上記バイアス電
   流線に２１直表示で「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１１」及び「０」をとる電流が１１」で供
   給された場合、上記超伝導ジョセフソン接合素子が零電
   圧状態から有電圧状態に転換づる、第６の超伝導ジョセ
   フソンスイッチと、第１、第２、第３、第４、第５及び
   第６のインダクタと、 信号電流入力線と、信号電流出力線とを有し、上記信号
   電力入力線に２値表示で「１」及び「０」をとる電流が
   「０」で供給されている状態から「１」で供給された場
   合、または上記信号電流入力線に２値表示で「１」及び
   ［ＯＪをとる電流が１１］で供給されている状態から「
   ０」で供給された場合、上記信号型流出ツノ線に２値表
   示で「１」及び「０」をとる電流が、所定の期間「１」
   をとる出力パルス電流を出力する、パルス発生回路とを
   有し、 上記第１の超伝導ジョセフソンスイッチの超伝導ジョセ
   フソン接合素子と、上記第１のインダクタと、上記第６
   の超伝導ジョはフソンスイッチの第１の制御線とが直列
   に接続されて第７の直列回路が形成され、該第１の直列
   回路を含んＣ′第１の電流路が形成され、 上記第２の超伝導ジョセフソンスイッチの超１ｊｉ導ジ
   、１１Ｌ！フソン接合素子ど、上記第２のインダクタと
   が直列に接続されて第２の直列回路が形成され、該第２
   の直列回路を含んで第２の電流回路が形成され、 上記第１及び第２の電流路が並列に接続されて第１の並
   列回路が形成され、該第１の並列回路が電源線路に介挿
   され、 上記第３の超（１（導ジョセフソンスイツヂの超伝導ジ
   ョセフソン接合素子と、上記第３のインダクタと、上記
   パルス発生回路の信号型流入カキ１；１とが直列に接続
   されて第３の直列回路が形成され、該第３の直列回路を
   会んで第３の電７Ａｔ路が形成され、 」二記第４の超１人＞ｐジ：ＩＬ７フソンスイツブーの
   超伝導ジョセフソン接合素子と、上記第４のインダクタ
   とが直夕１ｊに接続され−Ｃ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の電上記第３及び第４
   の電流路が並列に接続されて第２の並列回路が形成され
   、該第２の並列回路が電源線路に介挿され、 上記第５の超伝導ジョレフソンスイツヂの超伝導ジョセ
   フソン接合素子と、上記第５のインダクタとが直列に接
   続されて第５の直列回路が形成され、該′ｉ：Ａ５の直
   列回路を含んで第５の電流路が形成され、 」−記第６の超伝導ジョレフソンスイッヂの超伝導ジョ
   セフソン接合素子と、上記第６のインダクタンスとが直
   列に接続されて第６の直列回路が形成され、該第６の直
   列回路を含んで第６の電流回路が形成され、 上記第５及び第６の電流路が並列に接続されて第３の並
   列回路が形成され、該第３の並列回路が電源線路に介挿
   され、 上記パルス発生回路の信号電流出力線が、上記第６の超
   伝導ジョレフソンスイッヂの第２の制御線を含ｌυで形
   成され、 上記第２の超伝導ジョヒフソンスイツブの制御線と第４
   の超伝導ジョセフソンスイッチの制御線とに、２１直表
   示で１１」及び１−０」をとる、電流が、［１−１で供
   給されることに基ずき、上記第５の電流路で論理積が１
   ９られるようになされたことを特徴と覆る超伝導論理回
   路。