DE2843647A1

DE2843647A1 - Flussquantengenerator

Info

Publication number: DE2843647A1
Application number: DE19782843647
Authority: DE
Inventors: Werner Baechtold; Pierre Gueret
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-11-14
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1979-05-17
Also published as: JPS5653834B2; JPS5472927A; DE2843647B2; US4186441A; FR2408900A1; GB1580602A; DE2843647C3; CH624516A5; FR2408900B1

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10504

te-bz
Flußquantengenerator

Die Erfindung betrifft einen Flußquantengenerator nach dem Oberbegriff des

Anspruchs 1.

Datenspeicher- und -Verarbeitungsvorrichtungen, bei welchen magnetische Flußquanten als Träger der Information verwendet werden, sind bekannt. Die Flußquanten werden in einer dünnen Schicht aus einem Supraleiter zweiter Art, der in der Schubnikoff-Phase betrieben wird, gespeichert und mit Hilfe von Magnetfeldern bewegt. Vgl. M. H. Cohen: Superconductivity in Science and Technology, Chicago und Lon den, S. 4, 5 und 12. Ebenso vgl. D. Fishlock: A Guide to Superconductivity, Londen und New York, S. 18 bis 23 sowie 36 bis 37.

Praktische Ausführungen derartiger Vorrichtungen sind auch schon bekannt geworden. Die Vorrichtungen weisen nebst dem Speichermeditim, das aus einer dünnen supraleitfähigen Schicht besteht, Mittel zum Einspeisen, zum Bewegen und zum Auslesen der Flußquanten auf. Das USA-Patent 3 201 765 beschreibt ein solches Gerät, in dem Flußquanten in einer Zinn-Blei-Schicht durch eine Magnetspule oder -windung erzeugt werden. Auch in der deutschen Offenlegungsschrift 2 455 718 werden Flußquanten durch eine Magnetspule in einer supraleitfähigen Niobschicht erzeugt. Diese Art, Flußquanten zu erzeugen, ist sehr einfach und wirkungsvoll. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es schwierig ist, zuverlässig einzelne Flußquanten in der supraleitfähigen Schicht zu erzeugen. Die notwendigen Voraussetzungen müssen dazu äußerst genau eingehalten werden. Praktisch tritt häufig der Fall auf, daß nicht ein sondern mehrere Flußquanten erzeugt werden, wodurch Störungen und Unsicherheiten in der gespeicherten Information hervorgerufen werden.

Es ist bekannt, daß Magnetblasenspeicher (Magnetic Bubble Domain Memories) in verschiedener Hinsicht den Flußquantenspeichern analog sind. Auch dort wird Information in Form beweglicher magnetischer Bereiche in einer dünnen Schicht gespeichert und Mittel zur Erzeugung, Bewegung und Auslese der Bereiche sind erforderlich. Ein Magnetblasengenerator ist im Zusammenhang mit einem Speicherwerk in Fig. 8 des USA-Patents 3 778 788 gezeigt. Die Verhältnisse bei der Erzeugung der Magnetblasen sind jedoch mit denen bei der Erzeugung von Flußquanten nicht in jeder Hinsicht vergleichbar. Das Flußquant ist eine naturgegebene , bestimmte Größe, Magnetblasen können nach Wunsch kleiner oder größer erzeugt und auch geteilt werden. Der dort darge-SZ9-77-002 - 3 -

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stellte Magnetblasengenerator ist daher auf das vorliegende Problem nicht übertragbar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Flußquantengenerator zu schaffen, der in Abhängigkeit von einem äußeren Signal zuverlässig ein und nur ein Flußquant in einer supraleitenden Schicht erzeugt; dieser Generator soll mög- liehst geringe Anforderungen an die Genauigkeit der ihn steuernden Signale stellen. Weiterhin soll der Generator leicht und billig herstellbar sein. Auch soll der Generator in der bekannten Planartechnik herstellbar sein, wie sie für supraleitende Elemente der Datenverarbeitung bekannt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst; Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gibt ein aus einem Emitter und einer Transferstation bestehender Flußquantengenerator ein einzelnes Flußquant in eine supraleitfähige Schicht, wo es zur Speicherung digitaler Daten dient, beispielsweise in Form von Flußquantenschiebregistern. Der Emitter erzeugt eine Wolke von Flußquanten. Die Transferstation gibt auf ein Signal hin ein einzelnes Flußquant frei. Die Transferstation besteht beispielsweise aus einem Josephson-Interferometer.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:

Fign. 1 u. 2 Grundriss und Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3;

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 Stromverlauf der Signale im Beispiel gemäß Fig. 5;

Fig. 7 Prinzip schaltung und Kennlinien eines Interferometers;

Fign. 8 u. 9 Darstellung des Interferometers; und

Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Interferometer.

Datenverarbeitungsanlagen, die mit Flußquanten in Typ II-Supraleitern arbeiten, basieren bekanntlich darauf, daß magnetischer Fluß den Supraleitern in Form eng begrenzter Flußquanten durchdringen kann. Diese Flußquanten sind umgeben und zusammengehalten von einem rotierenden Strom im Supraleiter

—15 und haben einen magnetischen Fluß der Größe 2,07-10 Vs. Die Flußquanten

(vortices) können unter dem Einfluß eines Transportstromes bewegt werden, in SZ 9-77-002 - 4 -

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dessen Magnetfeld sie der Lorenzkraft unterliegen, die rechtwinklig auf der Richtung des Trancportstromcs und der Achse der Quantenbiindcl steht. Die Lorenzkraft bewegt dia Quanten durch den Supraleiter. Die Flussquanten können daher am Rand des Supraleiters eintreten, sich in der Fläche desselben fortbewegen und ihn am gegenüberliegenden Rand wieder verlassen.

Die Vorrichtung nach"Fig." 1 ist planar auf einem geeigneten Substrat, das nicht dargestellt ist, aufgebaut. Auf der Substratoberfläche sind eine Anzahl von Leitungen aus supraleitfähigem Material niedergeschlagen, z.B. aufgedampft, die voneinander isoliert sind. Das Substrat kann aus Silicium oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Leitungen können aus einer Blei-Indium-Legierung, aus Niob oder anderen Metallen, die supraleitfähig sind, bestehen. Die dazwischenliegenden Isolationsschichten können aus Oxyden dieser Metalle oder anderen geeigneten Isoliermaterialien bestehen. Die metallischen Schichten werden durch Niederschlag aus der Dampfphase, durch chemischen Niederschlag oder durch eine andere, bekannte Methode aufgebracht. Die Formen der Leitungen und Flächen werden allgemein durch Masken bestimmt, können aber anders festgelegt werden. Die Isolationsschichten werden durch Oxydieren der Metallflächen, durch kathodisches Sprühen oder auf andere bekannte Art erzeugt.

Auf die ebene Oberfläche des Substrats wird bei der Herstellung zunächst die Transferleitung 1 aufgebracht und mit einer Isolationsschicht abgedeckt. In einem nachfolgenden Schritt werden gleichzeitig die Vorratsschicht 2 und die Transportleitung 3 aufgebracht, die beide die früher hergestellte Transferleitung 1 teilweise überdecken, von dieser aber elektrisch isoliert sind. In einem weiteren Schritt werden gleichzeitig die Emitterleitung 4 und die Begrenzungsschichten 5, 6 und 7 aufgebracht. Ein Abschnitt der Emitterleitung 4 überdeckt einen Teil des äusseren Randes der Vorratsschicht 2. Zwischen den Begrenzungssehichten 5 und 6 liegt der Transferkanal 8, der vom Rand der Vorratsschicht 2 über die Transferleitung 1 hinweg über die Transportleitung 3 führt. Oberhalb der Transportleitung 3 bilden die Begrenzungssehichten 5 und 6 zusammen die eine Seite des sägezahnartigen Transportmusters 9, dessen andere Seite durch die Begrenzungsschicht 7 gebildet wird. Zum besseren Verständnis ist der Aufbau der Vorrichtung im Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2 dargestellt. Die Querschnittzeichnung entspricht nicht den wirklichen

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Abmessungen, sondern ist in tier Senkrechten stark auseinandergebogen. Nebst dem Substrat 11 sind nur die supraleitfähigen Schichten gezeigt und dazwischenliegende Isolationen sind weggelassen. Ein Impuls des Stromes Iv, der in der durch den'Pfeil angegebenen Richtung der Emitterleitung 4 zugeführt wird, induziert in der Vorratsschicht 2 einen "oder mehrere in sich geschlossene Wirbelstrümc, deren jeder ein Flussquant 10 umschliesst. Diese von einem Wirbelstrom umschlossenen Flussquanten lösen sich von der Emitterleitung ab und strömen in die Schicht 2, wo sie einen Vorrat von Flussquanten bilden. Da die Schicht 2, wie alle leitenden Schichten der Vorrichtung, im Betrieb supraleitend ist, blci.ben die Wirbelströme und damit die Flussquanten auf die Dauer bestehen. Es steht also in der Vorratsschicht 2 stets eine genügende Anzahl von Flussquanten zur weiteren Verwendung in der Vorrichtung bereit.

Die die Flussquanten in der Zeichnung andeutenden Ringe tragen ein Kreuz. Das bedeutet, dass die magnetischen Dipole in der Zeichnungsebene nach unten gerichtet sein sollen. Diese Richtung hängt von der Richtung des Stromes I_E in der Emitterleitung ab und wäre umgekehrt, wenn der Strom entgegengesetzt fliessen würde. Der Zusammenhang zwischen der Stromflussrichtung in den verschiedenen Leitungen und der Richtung der magnetischen Dipole sowie deren Bewegung ist dem Fachmann ohne weiteres klar und wird daher hier nicht im einzelnen erklärt.

Da die Flussquanten in der Vorratsschicht beweglich sind und da sie einerseits sich gegenseitig abstossen, andererseits einem Ort minimaler Energie zustreben, halten sie sich vorzugsweise in der Mitte der Fläche auf, die durch die Emitterleitung 4 einerseits und die Begrenzungsschichten 5 und 6 andererseits gegeben ist. Die Dichte der Flussquantcu wird in der Nähe des Emitters am grössten sein und im Bereich des Trichters, der zum Transferkanal 8 führt, abnehmen, so dass am Eingang des Trichters stets ein einzelnes Flussquant zur Verfugung steht. Ein Stromimpuls I^p geeigneter Grosse und Richtung in der Transferleitung 1 erzeugt ein Magnetfeld, das das zunächst bei der Leitung im Trichter sich befindliche Flussquant durch den Transferkanal 8 in den Bereich der Transportleitung 3 schiebt. Damit gerät das Flussquant unter den Einfluss des Stromes I^p und wird in die nächstliegende Vertiefung des Transportmusters 9 bewegt. Die Richtung des S.tromes wird so gewählt, dass das

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Flussquant in axnc Vertiefung der Begrcnr.iingsschichten 7 gerät» Da die Vertiefungen durch den sägezahnnrtigen Rand der Eegrenzungsschiebten miteinander verbunden sind, \d.rd durch Richtungswechsel des Stromes I-j-p das Flussquant gemäss der angegebenen Pfeilrichtung ira Muster 9 nach oben bewegt.

Offensichtlich kann den einzelnen Vertiefungen des Musters 9 ein Stellenwert einer Binärzahl zugeordnet werden, und es kann z.B. festgelegt werden, dass der Wert bei Anwesenheit eines Flussquantums in der "betreffenden Vertiefung z.B. 1 und bei Abwesenheit eines Flussquantums 0 betragen soll. Das soeben beschriebene Ausführungsbeispiel betrifft also ein Schieberegister für binäre Information und der erfindungsgemässc Flussquantengenerator wird als Schreibstation dieses Schieberegisters verwendet. Geeignete Lesestationen, die das Schieberegister vervollständigen wurden, gehören nicht zur Erfindung; auch sind sie aus den eingangs genannten Veröffentlichungen bereits bekannt.

Das besonders einfache Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist bei gewissen Anwendungen Nachteile auf. Die Erzeugung einzelner Flussquanten erfordert hier eine ziemlich genaue Bemessung des Transferimpulses Ijj·· Die Ausführungsform gemäss Fig. 3 behebt diese Schwierigkeit ohne zusätzlichen Aufwand, üe'r Aufbau der Vorrichtung gemäss Fig. 3 ist dem der Fig. 1 im grossen und ganzen ähnlich, so dass nur anders ausgebildete Teile beschrieben werden. Der Strom auf der Transferleitung 17 fliesst hier unmittelbar durch die Vorratsschicht 16, weshalb beide durch ein und dieselbe Metallschicht gebildet sind. Der Transferkanal 20 ist gegenüber dem Kanal 8 in Fig. 1 so abgewinkelt, dass der Transferstrom jeweils nur ein einzelnes Flussquant beeinflussen kann, wenn dieses an der Trennungsecke 21 erscheint. Der Emitterimpuls Ig wird so dimensioniert, dass die Flussquanten, die in der Vorratsschicht 16 zur Verfugung stehen, eine dichte Wolke bilden. Dadurch wird bewirkt, dass einzelne Flussquanten in den Transfertrichter 20 hineingedrückt werden bis zur Trennungsecke 21. Dort wird nur das erste Flussquant, das anstelle des Kreuzes mit 1 bezeichnet ist, vom Magnetfeld des Transferstromes bewegt. Zu beachten ist, dass unter dem Kanal 20 die Transferleitung 17 und der Vorsprung 22 der Transportleitung sich derart überlappen, dass bei Koinzidenz des Transferstromes und des Transportstromes ein genügend starkes Magnetfeld erzeugt wird, um das erste Flussquant in der Trennungsecke 21, dessen Stellung mit 1 bezeichnet ist, über die Stellung 2 hinweg in die Stellung 3 zu befördern.

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Die soeben beschriebene Ausführung wird noch deutlicher anhand der cig. ίί Hier ist angenähert die Richtung des Transferimpulses I.pp eingezeichnet, der zusammen mit dem Transportinipuls Ιχ^ das Feld erzeugt, welches das Flussquant aus der Trennungsecke heraus in das Einflussgebiet der Transportleitung befördert. Die Anforderungen an die Genauigkeit der Impulse können weiterhin vermindert werden durch die in Fig. 4 gezeigte Abstandsnase 23. Diese Nase bewirkt eine Verengung des Transferkanales unmittelbar vor der Trennungsecke. Dadurch entsteht ein räumlicher Abstand zwischen dem ersten in der Ecke liegenden und den ihm nachfolgenden Flussquanten. Es ist offensichtlich, dass das Hagnetfeld der koinzidierenden Ströme I und I™.. in der Richtung der zweiten Hälfte 24 des Transportkanales wirkt und somit nur das als erstes bezeichnete Flussquant bewegt. Die weiteren Flussquanten, die noch im Transferkanal Abschnitt 25 liegen, können durch das Magnetfeld nicht bewegt werden. Erst wenn das erste Flussquant in den Bereich der Transportleitung fortgeschoben ist, rutscht das nächste Flussquant unter dem Druck der Vorratswolke in die Trennungsecke nach. Offensichtlich ist es notwendig, den Transportimpuls so zu bemessen, dass er für sich allein und ohne Koinzidenz mit dem Transferimpuls nicht in der Lage ist, ein Flussquant aus der Trennungsecke 21 herauszuschieben.

In Anwendungen, wo die Anforderungen an die Genauigkeit der Impulse bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielcn immer noch zu hoch erscheint, kann die Ausführung gemäss Fig. 5 gewählt werden. Hier sind zwei verschiedene Transferleitungen 28, 29, vorgesehen. Der Strom Itfi auf Leitung 28 drängt die Flussquanten aus dem Trichter in den Transferkanal bis zur Trennungsecke 30. Einem weiteren Vordringen wirkt I^\ entgegen. Erst das Zusammenwirken mit Ιχρ2 ^unc* ^^em Transportimpuls Lj„ schiebt das erste Quant aus der Trennungsecke in den Wirkungsbereich der Transportleitung. Fig. 6 zeigt den zeitlichen Verlauf und den Zusammenhang der elektrischen Signale 1·£γ\, I'iF2 und

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Flussquantengenerators benützt ein Interferometer mit Josephson-Uebergängen. Solche Interferometer sind an sich bekannt, vgl. z.B. R.C. Jaclevick, J. Lamberg, J.E. Mercereau, A.H. Silver, Physical Review, 150 A 1628, November 1965. Nachfolgend wird gezeigt, dass sich dieses Element zum Transfer eines einzelnen Flussquants

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unter Einfluss zweier StroniLiipulbc eignet, Fig. 7A zeigt die Steuer-Kennlinie des Interferometers geinäss Fig. 7B. Der mnximale Supers I rom Tq_1113x ist als Funktion des Steuerstromes Iq aufgetragen. Das Interferometer kann sich, je nach angelegtem Steuerstrom, in verschiedenen Zuständen befinden: Für kleine Steuerströme befindet es sich im Flussquantenzustand 0, d.h. der Kreis, gebildet aus dcii beiden Josephson-Koη takten und der Intcrferometerinduktivität, enthält keinen magnetischen Fluss. Wird, bei einem kleinen Gate-Strom Iq, der Steuerstrom erhöht, dann wird, für die angegebene Anordnung ein Flussquant ■Φ_ο = 2.07· 10" ■* Vs durch den linken Kontakt eingezogen und das Interferometer kommt in den Flussquantenzustand +1. Wird der Steuerstrom Iq wieder auf 0 reduziert, dann verlässt das Flussquant das Interferometer über den rechten Kontakt. Damit ist ein einzelnes Flussquant durch das Interferometer transportiert worden. Diese Anordnung und Operation entspricht also genau einer Zelle eines "Flux-Shuttle" Schieberegisters, vgl. dazu T.A. Fulton, R.C. Dynes, P.W. Anderson "The flux shuttle - a Josephson junction shift register employing single flux quanta", Proc. IEEE, Vol. 61, No. 1, Januar 1973, Seiten 28 -

Fig. 8 zeigt perspektivisch die Anordnung des Interferometers anstelle des Kanals. Im Vordergrund ist der Vorrat an Flussquanten in der Nähe der nicht gezeigten Emitterleitung. Es spielt keine Rolle, dass im Gegensatz zu den anderen Zeichnungen hier die Dipolrichtung der Quanten nach oben zeigt. Die Impulse Iq und Iq treten an die Stelle der beiden Transferimpulse. Nachfolgend soll gezeigt werden, dass diese Anordnung tatsächlich Flussquanten übertragen kann. Die Energie eines Flussquants in einer Vorratsschicht der Dicke von 2Xl ist:

wobei Xl die London'sehe Eindringtiefe, y₀ die Permeabilität des Vakuums, Φ_ο ein Flussquant, ξ die Kohärenzlänge des Materials und 2 die Dicke des die Flussquanten aufnehmenden Supraleiters ist.

Die Energie eines Flussquants in einem Interferometer mit magnetischem Feld über einer Grundplatte beträgt:

E -;

wobei die Abmessungen W, r, d, in Fig. 9 angegeben sind als: SZ9-77-002 - 9 -

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W : die Brcile ous IncerftromiiLorlciters, ν : der durchschnittliche Radius der Interferoineterschleife, d : der Abstand des Leiters über der Grundplatte.

W E_1n . g ^

Wenn z.B. — = 0,5 und d = 2λ^ gesetzt wird, beträgt —— ungefähr '—— .

^r ν i_n AL

Daraus ergibt sich: E₁₁₁ < E_v .

Aus dieser Abschätzung ergibt sich, dass ein Flussquant , dessen Feld über einer Grundplatte liegt, weniger Energie enthält als ein Flussquant , densen Feld die Grundplatte in einem Wirbelstrom durchdringt. Das bedeutet, dass es möglich ist, Flussquanten aus der Vorratsschicht in den Jos.ephson-Uebergang des Interferometers zu verschieben, wenn die Flussquanten unter einem gewissen Druck in Richtung des Transfers stehen.

Die auf das Flussquant bei Eintritt in das Interferometer wirkende Kraft lässt sich wie folgt abschätzen: Bei einer unteren kritischen Feldstärke H_c^ = 100 A/cm dürfte e
kraft bestimmt sich zu:

= 100 A/cm dürfte ein Transportfeld von -—— angelegt werden. Die Transfer

F - * ^cl
*·χρ - *o £ '

und die auf das Flussquant bei Ueberqucren eines Uebergangs des Interferometers wirkende Kraft beträgt:

^FINTF ~ ^Φ" ' Jmax ' ^K

Dabei ist 2 die Breite des Uebergangs ortogonal zur Steuerleitung und j_max die Stromdichte. Praktisch betragen z.B. S. = 5yrn und j_max = 2 kA/cm. Daraus ergibt sich: j_max · £ = 1 A/cm .

Das entspricht einer Kraft, die geringer ist, als die Kraft, die ein Flussquant an einer Haftstelle hält (Pinning Force). Aus diesem Grunde muss also eine zusätzliche Kraft vorhanden sein, um die Haftkraft zu überwinden und das Flussquant in das Interferometer zu schieben. Diese zusätzliche Kraft ist der magnetische Druck, der auf die Flussquanten im Vorrat wirkt und die durch den Strom LpR verursachte Lorentzkraft. Unter dem Einfluss dieser Lorentzkraft wird ein Flussquant in das Interferometer geschoben sobald dieses mit dem geeigneten Steuerstrom ein Flussquant aufnehmen kann.

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⁴¹ 2843G47 ;:

Fig. 10 zeigt die praktische Anordnung eines Flussquantcngencrators mit Transfer-Interferometer. Der Impuls I]/ in der Kiniut einleitung 34 erzeugt eine Flussquantcnwolke in der Vorratsschicht 32. Die VorratBSchie.hL 32 dient als Grundplatte des Interferometers 35 und bildet gleichzeitig die Transport— leitung 33. Die Transportleitung führt den Transportstrom I'fr, der die Klussquanten, die den Transferkanal 38 durchlaufen haben, je nach seiner Richtung an eine der hier nicht dargestellten Begrenzungsschichten schiebt. Die Slcucrleitung des Interferometers, die in der Darstellung von Fig. 8 den Strom I^ geführt hatte, dient nun als Transferleitung 31 und führt den Transferstrom Ι·ρ]Γ. Mit einem Strom Iq in der gezeigten Richtung und einem Transfcrstroin 1-j-p ansteigend von 0 wird ein Flussquantum in das Interferometer 35 gezogen. Wird Ljjr wieder auf 0 reduziert, so wird das Flussquantum in den Kanal 38 ausgestossen. Die Wirkung des Interferometers ist analog der mechanischen Wirkung des Malteserkreuzes, das bei jeder Bewegung zwangsläufig eine und nur eine Kugel transportiert.

Die Transportrichtung der Flussquanten wird durch die Richtung von Iq vorgegeben. Dieser Strom kann dauernd fliessen oder kann in den Impulspausen, wenn kein Flussquanten-Transfer erforderlich ist, abgeschaltet sein.

Die vorliegende Beschreibung betrifft lediglich einige Ausführungsbeispiele. Zahlreiche andere Ausführungsarten und Acnderungen sind jedoch dem Fachmann naheliegend, ohne dass dadurch der Schutzbereich der Erfindung überschritten liird.

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Leerseite

Claims

£oh öok ι

Flussquantengenerator zur Zuführung einzelner Quanten in eine supra— leitfähige Schicht, gekennzeichnet durch einen Flussqtiantciicmitter (4), der einen Vorrat an Flussquanten erzeugt, und ein Transfert!lenient (], 8), das die Quanten einzeln zur Weiterleitung freigibt.
2. Flussquantengenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Emitterleitung (4), die unter dem Einfluss eines Emitterimpulses (I,_r) einen Vorrat von Flussquanten (10) in einer supraleitfähigen Vorratsschicht (2) erzeugt, in welcher der Vorrat räumlich durch Begrenzungsschichten (5, 6) bestimmt ist.
3. Flussquantengenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsschichten (5, 6) eine trichterartig in einen Transferkanal (8) übergehende Verengung der Vorratsfläche umschliessen und dass der Trans— ferkanal durch das magnetische Feld eines eine Transferleitung (1) durclvfliessenden Stromes (Lq?) beeinflusst xiird, die orthogonal zum Transferkanal verläuft.
4. Flussquantengenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die trichterartige Verengung einen Kanal bildet, der einen Winkel zum Trans— ferkanal (20, Fig. 3) bildet, derart, dass das Magnetfeld des die Transferleitung (17) durchfliessenden Stromes (I^j,·) nur dasjenige Flussquant durch den Transferkanal zu bewegen vermag, das sich unmittelbar im Winkel befindet.
5. Flussquantengenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal eine Verengung (23, Fig. 4) aufweist» die einen Abstand zwischen dem im Winkel (21) liegenden und dem nächstfolgenden (25) Flussquant erzeugt, der grosser ist, als der Abstand zwischen den übrigen, im Kanal nachfolgenden Flussquanten.
6. Flussquantengenerator nach Anspruch 4, oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Transferleitung (28, Fig. 5) so angeordnet ist, dass das Magnetfeld des sie durchfliessenden Stromes (Ιχρι) auf die im Kanal vor

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dem Winkel liegenden Flussquanten einwirkt, und dass eine zweite Transferlei Lung (29) so angeordnet ist, dass das Magnetfeld des sie durchflicssenden Stromes (Ιχρ^) a»£ das im Kanal im Winkel (30) liegende oder sich durch den Transferkanal bewegende Flussquant wirkt.
7. Flussquantengenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein am Eingang des Transfcrkanals (38, Fig. 10) angeordnetes Josephson-Interferometer (35), das beim Umschalten in einen ersten Zustand ein Flussquant aus dem Vorrat (32) über einen Josephson-Uebergang (37) aufnimmt und beim Umschalten in seinen zweiten Zustand das Flussquant über seinen anderen Uebergang (36) an den Transferkanal abgibt.

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