DE2735133C2

DE2735133C2 - Speicherzelle für zerstörungsfreies Auslesen mit 2 Josephson-Kontakten

Info

Publication number: DE2735133C2
Application number: DE2735133A
Authority: DE
Inventors: Hansjörg Dipl.-Ing. Beha; Wilhelm Prof. Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Jutzi
Original assignee: UNIVERSITAET KARLSRUHE INSTITUT fur ELEKTROTECHNISCHE GRUNDLAGEN DER INFORMATIK 7500 KARLSRUHE DE
Current assignee: UNIVERSITAET KARLSRUHE INSTITUT fur ELEKTROTECHNISCHE GRUNDLAGEN DER INFORMATIK 7500 KARLSRUHE DE
Priority date: 1977-08-04
Filing date: 1977-08-04
Publication date: 1981-10-15
Also published as: DE2735133A1

Description

Es gibt eine Reihe von Vorschlägen, Interferometer mit zwei Josephson-Kontakten als Speicherzelle für zerstörendes Auslesen zu verwenden. Die Information wird in diesen Zellen durch die Anwesenheit oder die Abwesenheit nur eines einzigen Flußquantums dargestellt/1/2/3/4/. Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Speicherzelle für zerstörungsfreies Auslesen. Sie besteht aus einem Interferometer mit zwei Josephson-Kontakten, das über einer supraleitenden Grundplatte angeordnet ist. Die beiden Josephson-Kontakte sind über eine Induktivität L verbunden. Die maximalen Josephson-Ströme der beiden Josephson-Kontakte sind ungleich groß. Zur Ansteuerung der Zelle sind insgesamt drei supraleitende Leitungen vorgesehen. Die Wortleitung verbindet die Interferometerringe mit je zwei supraleitenden Kontakten. Zwei zusätzliche Steuerleitungen sind am Ort der Zelle parallel geführt. Eine der beiden Steuerleitungen läuft geradlinig und orthogonal zur Wortleitung durch die Speichermatrix und wird Leseleitung genannt. Die andere Steuerleitung läuft in Stufen entlang einer Linie, die mit der Leseleitung in der Ebene der Speichermatrix einen kleineren Winkel als 90°bildet. Sie wird Schreibleitung genannt. Nur die Schreibleitungen sind beispielsweise in einer quadratischen Matrix verschieden lang. An 2 benachbarten Kanten der Speichermatrix können die Treiber der Schreibleitungen angeordnet werden.

Entlang der dritten Kante können die Treiber der Leseleitung und entlang der vierten Kante die der Wortleitungen vorgesehen werden. Eine Zelle der Matrix kann also auf verschiedene Weise ausgewählt werden, z. B. durch Ströme /_cl, auf der Schreibleitung und Ströme Ι_ιΛ auf der Leseleitung, durch Ströme /<·,. A-, auf der Wort- und Leseleitung oder durch eine Kombination von Strömen auf allen drei Leitungstypen. Werden alle drei Ströme /<_v, /_o und k, oder nur zwei Ströme für den Betrieb einer Zelle notwendig, so ist am Ort der übrigen Zellen durch die beschriebene Art der Leitungsanordnungen jeweils nur ein Strom wirksam. Die erwähnten Steuerleitungen sind mit dem Interferemeterring induktiv gekoppelt. Das magnetische Feld der Steuerleitungen erzeugt in dem Inneren der Josephson-Kontakte meistens einen vernachlässigbaren Fluß.

Ein Ersatzschaltbild dieser Anordnung ist in Abb. 1 zu sehen und eine Auslegung in Abb. 2. Der Gatestrom/o-wird von der Wortleitung in den Interferometerring eingespeist. Der Interferometerring besteht aus der Induktivität L=L\ + L₂ und den kurzen Josephson-Kontakten A und B mit den verschiedenen maximalen Josephson-Strömen Ia = a Io und Ib= b /0, die ohne äußeres magnetisches Feld auftreten. Der Einfluß der induktiv angekoppelten Steuerströme I_n, l_cy in dem Interferometerring ist in Abb. 1 dargestellt durch die Ströme /'„ und l'_cy. Der gesamte effektive Steuerstrom ist I'c. Zur Vereinfachung der Darstellung werden im folgenden alle Ströme /0 normiert und durch kleine Buchstaben gekennzeichnet. Wie in der Literatur beschrieben /5/ hängt der maximale Josephson-Strom ic = IcI/0 von dem Steuerstrom i_c=iyi₀ in ganz typischer Weise ab. In der Stromebene ic, ic gibt es geschlossene Bereiche, in denen eine bestimmte Zahl N von Flußquanten im Interferometer existenzfähig ist. Ist kein Flußquantum im Interferometer gespeichert, so spricht man von dem N=O Mode, ist ein Flußquantum gespeichert, so spricht man von dem N= ± 1 Mode usw. Die mit dem N= 1 Mode verketteten Ströme haben die umgekehrte Richtung wie die des N— 1 Modes. Die Form und die Überlappung der Existenzbeieiche der verschiedenen Moden werden durch den Phasenparametcr

λ = 2π

LI₀

entscheidend bestimmt, wobei </>o = 2,O7 10-'^r> Vs ein Flußqiiantum ist. Für hinreichend große Phasenparameter Λ>Λλ/»> können mehrere Moden im Ursprung der Stromebene also für /V, = 0 und Z₁=O existenzfähig sein. Der minimale Phasenparameter

l_Mi„ « π/20/b-l/a)

für ιίφο ist durch die Bedingung gegeben, daß die Grenze des Existenzbereiches des N= — 1 Modes bei /_c=0 und /V, = 0 liegt. Ein Beispiel ist in Abb. 3 gezeigt für ungleich große Josephson-Ströme der Josephson-Kontakte: «7 = 2, b=\, für Am//.= 1,25 π<λ=2π, L = L₂= L/2 und für die vier Moden /V=+ 1, Λ/=0, /V= - 1, /V= -2. Der N= - 1 Mode und der /V=O Mode umschließen den Ursprung der Stromebene. Sie sind also beide existenzfähig ohne Haltestrom, d. h. nach Abschaltung aller äußeren Ströme. Der beiden Moden gemeinsame Existenzbereich ist in Abb. 3 parallel zur V-Achse schraffiert. Bei /_c = 0 ist der beiden Moden gemeinsame maximale Josephson-Strom ich etwa 80% des maximal möglichen Josephson-Stromes ;,„,,_v = 3 bei /V« ±0,5. Vergleichsweise ist für gleich große maximale Josephson-Ströme der beiden Kontakte a = b = \, und für λ = 2π, L\ = L₂=LI2, /gh« 35% i,„,„, also wesentlich kleiner. Selbst für die nicht unproblematische Aufteilung des Torstromes nach L]^=L₂ und L]+ L₂= L und für λ = 2π, b=\=a bleibt /c//«67%/,„,·„ merklich kleiner als nach Abb.3.

Für den Speicherbetrieb wird dem N= — 1 Mode eine binäre »1« und dem /V=O Mode eine binäre »0« zugeordnet. Die Lese- und Schreiboperationen hängen von der Dämpfung der Speicherzelle ab. Sie entscheidet in gewissen Grenzen darüber, ob beim Verlassen des Existenzbereiches eines Modes das Interferometer eine quasistationäre Spannung in der Größenordnung der Energielückenspannung entwickelt oder ob das Interferometer ein oder mehrere zusätzliche Flußquanten einzieht oder verliert. In A b b. 3 sind die Grenzen, von denen aus der Spannungszustand erreicht wird, als ausgezogene Linien dargestellt, während die Übergänge in einen anderen Mode durch gestrichelte Linien veranschaulicht werden. Der minimale Strom i'cm, der notwendig ist, um den Spannungszustand zu erreichen, gibt die Grenze zwischen diesen beiden sehr verschiedenen Übergangsverhalten an. Die Dämpfung der beiden Josephson-Kontakte kann gleich oder verschieden groß sein. Die Verhältnisse in A b b. 3 gelten für gleich große Dämpfungsparameter nach McCumber /6/.

ß_A =ß_B =

«100,

wobei für den Kontakt B die Kapazität C, der Dämpfungswiderstand Rj unterhalb der Energielückenspannung sind. Offensichtlich ist es leicht möglich, mit praktischen Dämpfungsparametern die Bedingung icM< icn zu erfüllen, um aus dem gemeinsamen Existenzbereich der beiden Moden bei i_c=0 in den quasistationären Spannungszustand einer Zelle zu

gelangen, ohne die Information benachbarter Zellen zu zerstören.

Für den Auslesevorgang wird ein Strom i₍-, in Koinzidenz mit einem negativen Steuerstrom /_1Λ angelegt, so daß die Spitze der Stromvektoren den Punkt /?01 in A b b. 3 erreicht. Falls eine »1« gespeichert worden war, bleibt das Interferometer im spannungslosen Zustand, da die vektorielle Summe der Ströme innerhalb des Existenzbereiches des N= -1 Modes bleibt.

Falls eine »0« gespeichert war, wird die durch eine ausgezogene Linie gekennzeichnete Stabilitätsgrenze des N=O Modes überschritten und der quasistationäre Spannungszustand der Speicherzelle aufgebaut. Dieser Spannungszustand kann durch den Torstrom beliebig lang aufrechterhalten und daher leicht als Lesesignal interpretiert werden. Nach Abfragen des Lesesignals schaltet man zuerst den Lesestrom i_cx und danach den Torstrom /g ab, so daß das Interferometer in den spannungslosen Zustand zurückkehrt, ohne ein Flußquantum einzuziehen, d. h., es geht in den ursprünglichen JV=O Mode zurück. Auf diese Weise wird ein zerstörungsfreies Auslesen verwirklicht.

Es gibt eine endliche, aber sehr geringe Wahrscheinlichkeit, daß das Interferometer nicht in den ursprünglichen N= 0 Mode zurückkehrt, wenn beispielsweise zu einer bestimmten Zeit die Phasen der beiden Josephson-Kontakte Φλ«Φβ=π+2ηπ sind, gleichzeitig ihre Spannungen Null sind und zusätzlich ein Störsignal auf einer der Steuerleitungen eintrifft. Diese Fehlerart kann hier vernachlässigt werden, da andere z. B. technologierte Fehlermechanismen dominieren und in jedem Fall auf die Anwendung eines Fehler korrigierenden Codes führen.

Zum Schreiben einer »0« werden drei Ströme gebraucht: der Wortstrom i_G und der Steuerstrom /„, die beim Schreiben und Lesen gleich groß bleiben und zusätzlich ein Schreibstrom L

<cy

Hierbei führt die Summe der Stromvektoren auf den Punkt WO in A b b. 3. Das Interferometer schaltet in den Spannungszustand unabhängig von der vorher eingespeicherten Information und geht ähnlich wie bei der Leseoperation von dem Spannungsstand in den N= 0 Mode nach Abschalten zuerst der Steuerströme und dann des Torstromes. Durch die Art der Anordnung der Leitungen in der Matrix geht nur eine durch die Ströme ausgewählte Zelle in den Spannungszustand. Alle übrigen Zellen der Matrix bleiben im spannungslosen Zustand und ändern ihre Information durch Halbselektion nicht.

Zum Schreiben einer »1« werden nur die Steuerströme icx und icy eingeschaltet, die wie schon beschrieben in dem Zellenfeld einen Winkel von weniger als 90° bilden und am Ort der Zelle parallel geführt werden. Bei dieser Operation liegt die Spitze der beiden Stromvektoren am Punkt Wl in Abb.3. Das Interferometer schaltet von dem N= 0 in den Af= — 1 Mode, ohne in den quasistationären Spannungszustand zu gehen. Der N= — 2 Mode wird nicht erreicht, da die maximalen Josephson-Ströme der beiden Kontakte des Interferometers ungleich groß sind. Nach Abschalten der beiden Steuerströme i_cx und i_cy bleibt der N= — 1 Mode nicht flüchtig gespeichert. Man braucht also weder zur Abspeicherung einer »1« noch zur Abspeicherung einer »0« einen Haltestrom.

Es gibt mehrere Ausführungsformen, die den jeweils vorhandenen technologischen Möglichkeiten angepaßt sind. Eine Ausführungsform ist in A b b. 2 skizziert. Sie besteht aus einer durchgehenden supraleitenden Grundplatte 1. Über dieser Grundplatte ist durch eine Schicht isoliert eine weitere supraleitende Platte 2 angeordnet. Sie bildet zusammen mit der supraleitenden Gegenelektrode 3 die beiden Josephson-Kontakte 4 und 5. Die Gegenelektrode 3 ist an den Stellen 6 über eine dicke Isolierschicht geführt, so daß an diesen Stellen kein Tunnelstrom auftreten kann; sie ist an den Stellen 4 und 5 über ein sehr dünnes Oxid angeordnet, durch welches ίο Josephson-Ströme fließen können. Zwischen den beiden Josephson-Kontakten dient die dicke Isolierschicht zur Ausbildung der Induktivitäten L\ und L₂. Die beiden Josephson-Kontakte 4 und 5 haben in diesem Ausführungsbeispiel ungleich große Flächen, um verschieden große maximale Josephson-Ströme zu verwirklichen.

Die Speicherzellen sind entlang der Wortleitung über die Kontakte 7 in Reihe geschaltet, welche durch die dicke Isolierschicht die Elektroden 2 und 3 benachbarter Zellen supraleitend verbinden. Die Schreibleitungen 8 und die Leseleitung 11 sind am Ort der Zelle über dem eigentlichen Interferometer, d. h. über den Induktivitäten parallel geführt. Es ist also über dem Interferometer eine weitere Metallisierungsebene notwendig. Die Leseleitung 11 kann in einer Metallisierungsebene geradlinig ohne Unterführungen durch das ganze Zellenfeld geführt werden. Die Schreibleitung 8 kreuzt die Leseleitung 11 am Ort der Zelle. Dort ist eine Unterführung notwendig. Sie besteht aus den supraleitenden Streifen 10 und den supraleitenden Kontakten 9, die die dicke Isolierschicht durchdringen. Die Toleranzen der Treibströme zum Schreiben und zum zerstörungsfreien Lesen einer solchen Zelle nach den A b b. 1 bis 3 mit den Dämpfungsparametern JS^=JSb=IOO sind ±14%, wenn die Josephson-Stromdichte um ±10% schwanken darf und wenn die Treibströme eine Anstiegszeit von 40 ps und eine Polarität und eine Amplitpde haben, die auf jeder Leitung bei allen Speicheroperationen gleich groß sind.

Die beschriebene Speicherzelle bietet gegenüber bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß erstens bei etwa gleich großen Toleranzen der Treibströme ein zerstörungsfreies Auslesen und zweitens eine Speicherung der Information ohne Haltestrom möglich sind und daß drittens die Schaltkreise besonders einfach und damit schnell werden können, da die benötigten Treibimpulse auf jeder Leitung für alle Operationen gleich groß sind. Ferner ist zu betonen, daß durch das zerstörungsfreie Auslesen die Möglichkeit eröffnet wird, die hohe Umschaltgeschwindigkeit eines Interferometers mit Josephson-Kontakten voll zu nutzen, da im Gegensatz zu bekannten Vorschlägen der Wiedereinschreibvorgang nach jeder Leseoperation wegfällt. Lesezykluszeiten kleinerer Speicher von etwa 200 ps sind zu verwirklichen.

Eine andere Ausführungsform für besonders hohe Packungsdichten und für eine besonders einfache Herstellung des Zellenfeldes ohne Kontaktlöcher durch eine dicke Isolierschicht ist in A b b. 4 skizziert.

Die Ausführung des Interferometers ist ganz ähnlich wie in Abb.2. Sie besteht aus einer supraleitenden Grundplatte 12 und einer weiteren supraleitenden Platte 13, die über einer dicken Isolierschicht angeordnet ist. Sie wird als untere Elektrode der praktisch gleich großen Josephson-Kontakte 15 und 16 verwendet. Die obere Elektrode der Josephson-Kontakte wird durch das supraleitende Band 14 an der Stelle eines

. hinreichend dünnen Oxids gebildet. Zwischen den Josephson-Kontakten wird das Band über ein dickes

Oxid geführt, um die Interferometerinduktivität L= L\ + La zu verwirklichen. Die Einspeisung des Gate- oder Wortstromes ist bezüglich der beiden Josephson-Kontakte unsymmetrisch. Es ist L\>La. Über dem Interferometer ist isoliert nur eine Steuerleitung angeordnet, die in der Speichermatrix orthogonal zur Wortleitung 18 verläuft. Die Fläche einer Zelle ist durch das gestrichelte Rechteck 19 angegeben. Je zwei Zellen sind auf der Platte 13 angeordnet. Sie werden von einem gegebenen positiven Torstrom entweder von oben nach unten oder von unten nach oben durchflossen IAI. Die positiven Stromrichtungen auf den benachbarten Steuerleitungen 20 und 21 sind daher entsprechend um 180° verschieden. Für diese Auslegung gilt das Ersatzschaltbild in A b b. 1 mit /'_a = 0.

Die Betriebsweise wird anhand der Skizze der Existenzbereiche des /V=O und des N= — 1 Modes in der Ebene des Torstromes über dem Steuerstrom in Abb. 5 klar. Die Skizze gilt für die folgenden oben definierten Parameter: a=b = \, λ = 2π, Li =0,87 ■ L. L₂ = 0,13L. JS = IOO.

Bei Z₁ = O hat der beiden Moden gemeinsame Strom einen maximalen Wert, da die folgende Dimensionierungsvorschrift erfüllt ist:

Es ist ich = 67% · ;,„..„■. Das Verhältnis i'ghHcm ist ungefähr 1,5. Wie in Abb.3 ist dem /V=O Mode eine binäre »0« und dem N= -1 Mode eine binäre »1« zugeordnet. Zum zerstörungsfreien Auslesen wird ein Wortstrom ic und ein Steuerstrom ;_cv eingeschaltet, so daß der resultierende Strom den Punkt ROi erreicht und die Zelle in den quasistationären Spannungszustand geht, falls eine binäre »0« gespeichert war. Falls eine binäre »1« gespeichert war, entsteht kein quasistationärer Spannungszustand. Nach der Interpretation des quasistationären Spannungszustandes als Lesesignal wird zuerst der Steuerstrom und dann der Wortstrom abgeschaltet, so daß das Interferometer sicher in den spannungslosen Zustand geht ohne ein Flußquantum einzuziehen. Zum Schreiben einer binären »1« könnten die gleichen Ströme eingesetzt werden wie zum zerstörungsfreien Auslesen. Der Steuerstrom muß lediglich eine Amplitude /Ό«— 1 haben, so daß im Spannungszustand die Phase des rechten und des linken Josephson-Kontakts sich um etwa 2π unterscheiden. Diese Phasendifferenz ändert sich nur unwesentlich, wenn der Wortstrom bei unverändertem Steuerstrom abgeschaltet wird. Dies bedeutet, daß das Interferometer in den spannungslosen Zustand geht, dem der N= — 1 Mode entspricht. Der /V= — 1 Mode bleibt also erhalten, wenn zuletzt der Steuerstrom abgeschaltet wird.

Zum Schreiben einer binären »0« wird eine Kombination eines positiven Wort- und Steuerstromes verwendet und nach Erreichen des quasistationären Spannungszustandes zuerst der Steuerstrom und dann der Wortstrom abgeschaltet.

Will man beim Schreiben vermeiden, vorübergehend den quasistationären Spannungszustand zu erzeugen, so muß beim zerstörungsfreien Auslesen und beim Schreiben der Wortstrom verschieden groß eingestellt werden, wie in A b b. 5 durch die Punkte ROi, Wi und IVO angedeutet ist.

Die Ausführungsform nach A b b. 4 hat gegenüber der nach Abb. 2 den Vorteil eines sehr einfachen Zcllenfeldes für sehr hohe Packungsdichten. Dieser Vorteil wird mit dem Nachteil erkauft, daß auf Wort- und Steuerleitung Stromimpulse gebraucht werden, die sich beim Schreiben und Lesen sowohl bezüglich der Amplitude als auch der Polarität unterscheiden.

1) Gueret, P.: »Storage and detection of a single flux quantum in Josephson junction devices«.

IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-11, No. 2, March 1975, pp 751-754

2) Zappe, H. H.: »A single flux quantum Josephson junction memory cell«.

Applied Physics Letters, Vol. 25, No. 7,1. Okt. 1974

3) Gueret, P., Mohr, Th. Ο., Wolf, P.: »Single flux-quantum memory cells«.

Applied Superconductivity Conference, Palo Alto, Ca .1976

4) Wolf, P.: »Die Anwendung des Josephson-Effekts bei der digitalen Speicherung«.
NTG-Fachberichte »Digitale Speicher« Band 58, 1977, pp 223-246

5) Beha, H.: »Asymmetrie 2-Josephson junction interferometer as a logic gate«.

Electronics Letters, Vol. 13, No. 7, March 31, 1977, pp 216-218

6) McCumber, D. E.: »Effect of ac Impedance on dc Voltage Current Characteristics of Superconductor Weak-Link junctions«.

Journal of Applied Physics, Vol. 39, No. 7, 1968, pp 3113-3118

Abb. 1

Ersatzschaltbild einer Speicherzelle mit zwei Josephson-Kontakten.

Abb. 2

Auslegung von drei Speicherzellen mit zwei ungleich großen Josephson-Kontakten und mit einer symmetrischen Einspeisung des Torstromes.

Abb. 3

Normierter Torstrom als Funktion des normierten Steuerstromes an den Grenzen der Existenzbereiehe der Moden/V=-2,-1,0,1.

Abb. 4

Auslegung von vier Speicherzellen mit zwei gleich großen Josephson-Kontakten mit einer unsymmetrischen Einspeisung des Torstromes.

A b b. 5

Normierter Torstrom als Funktion des normierten Steuerstromes an den Grenzen der Existenzbereiche der Moden /V= — 1,0 für eine Anordnung nach Abb. 4.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

230 208/338

Claims

Patentansprüche:

1. Speicherzelle zum Einschreiben und zum zerstörungsfreien Auslesen einer binären Information in einer Interferometeranordnung mit zwei über eine supraleitende Induktivität L verbundenen Josephson-Kontakten A und B, in welcher die binäre Ziffer »1« durch nur ein einziges Flußquantum und die binäre Ziffer »0« durch die Abwesenheit eines Flußquantums nicht flüchtig durch supraleitende Interferometerströme gespeichert sind und in welcher eine supraleitend angeschlossene Wortleitung und eine oder mehrere induktiv angeschlossene Steuerleitungen vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete Aufteilung und Größe der Induktivität L in die Induktivität L₁, welche den Josephson-Kontakt A mit der supraleitenden Anschlußstelle der Wortleitung verbindet, und in die Induktivität L₂, welche den Josephson-Kontakt ßmit der supraleitenden Anschlußstelle der Wortleitung verbindet, die maximalen Ströme Ich auf der Wortleitung, die den Existenzbereich einer binären »1« oder »0«, d. h. eines Flußquantums oder keines Flußquantums im Interferometer bei abgeschalteten Steuerströmen angeben, praktisch gleich groß sind.

2. Speicherzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete Auslegung der Induktivitäten L\ und Li und durch eine geeignete Dämpfung infolge der Josephson-Kontakte und des Außenwiderstandes der Speicherzelle der maximale Strom /gh bei Halbselektion größer als der minimale Wortstrom Ic:m ist, bei dein das Interferometer sicher in den quasistationären Spannungszustand schaltet.

3. Speicherzelle nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei induktiv angekoppelte Steuerleitungen am Ort der Zelle parallel geführt sind und daß die eine orthogonal zur Wortleitung und geradlinig durch die Speichermatrix läuft, während die andere Steuerleitung in Stufen um eine Linie, die einen kleineren Winkel als 90° mit der Wortleitung bildet, in der Speichermatrix angeordnet ist, d. h. daß sich die Wortleitungen und die beiden Steuerleitungen einer Zelle nur einmal am Ort dieser Zelle kreuzen.

4. Speicherzelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für ein zerstörungsfreies Auslesen durch zwei passend dimensionierte ortho- so gonale Ströme, d. h. durch einen Strom in der Wortleitung und durch einen Strom in einer der beiden induktiv angekoppelten Steuerleitungen, das Interferometer einen quasistationären Spannungszustand annimmt, wenn eine binäre Ziffer »0«. gespeichert war und nach Abschaltung zuerst des Steuerstromes und dann des Wortstromes in den spannungslosen Zustand zurückkehrt, der einer binären Ziffer »0« entspricht.

5. Speicherzelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim zerstörungsfreien Auslesen durch einen passend dimensionierten Strom in der Wortleitung und einen passend dimensionierten Strom in einer der beiden Steuerleitungen das Interferometer einen quasistationären Spannungszustand annimmt, wenn eine binäre »0« gespeichert war, oder im spannungslosen Zustand bleibt, wenn eine binäre »1« gespeichert war.

6. Speicherzelle nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei am Ort der Speicherzelle parallele Ströme in den ■ Steuerleitungen, die koinzident mit einem Wortstrom fließen, unabhängig von dem vorhergehenden »1«- öder »0«-Zustand eine quasistationäre Spannung am Interferometer erzeugen und daß nach Abschalten der Steuerströme und nach Abschalten des Wortstromes das Interferometer ohne ein abgespeichertes Flußquantum in den spannungslosen Zustand überführt wird.

7. Speicherzelle nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die maximalen Josephson-Ströme der beiden Josephson-Kontakte ungleich groß sind.

8. Speicherzelle nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei am Ort der Speicherzelle parallele Ströme geeigneter Größe in den beiden induktiv angekoppelten Steuerleitungen ohne einen Wortstrom eine binäre »1«, d.h. ein Flußquantum einschreiben, das sich nach Abschaltung aller Treibströme, d. h. ohne einen Vorstrom nicht verflüchtigt.

9. Speicherzelle nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegszeiten der Steuerströme größer sind als die Einschaltzeit eines Josephson-Kontakts des Interferometers.

10. Speicherzelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle durch eine Wortleitung und nur durch eine induktiv angekoppelte Steuerleitung betrieben wird, die orthogonal zur Wortleitung durch die Speichermatrix läuft.

11. Speicherzelle nach Anspruch 1, 2, 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslesen einer Information der Zelle ein positiver Strom Ic auf der Wortleitung, der kleiner als Ich ist, und ein Strom I_cx auf der Steuerleitung einen quasistationären Spannungszustand am Interferometer aufbauen, wenn kein Flußquantum, also eine binäre »0« gespeichert war, und keinen quasistationären Zustand aufbauen, wenn ein Flußquantum gespeichert war, und daß zur Erhaltung der ausgelesenen Information zuerst der Steuerstrom und dann der Wortstrom abgeschaltet werden.

12. Speicherzelle nach Anspruch 1, 2, 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schreiben einer binären »1« der Existenzbereich einer binären »0« duch Koinzidenz eines positiven Stromes auf der Wortleitung und eines Stromes auf der Steuerleitung, welche die gleiche Polarität wie beim zerstörungsfreien Auslesen haben, überschritten wird und anschließend durch gestaffeltes Abschalten zuerst des Wortstromes und dann des Steuerstromes ein Flußquantum stabil eingezogen wird.

13. Speicherzelle nach Anspruch 1, 2, 11, 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schreiben einer binären »0« der Existenzbereich einer binären »1« durch Koinzidenz eines positiven Stromes auf der Wortleitung und eines Stromes auf der Steuerleitung, der die entgegengesetzte Polarität wie beim zerstörungsfreien Auslesen hat, überschritten wird und daß anschließend durch gestaffeltes Abschalten zuerst des Steuerstromes und dann des Wortstromes das Interferometer in den spannungslosen Zustand geht, ohne ein Flußquantum einzuspeichern.