JP3669891B2

JP3669891B2 - Superconducting single flux quantum circuit

Info

Publication number: JP3669891B2
Application number: JP2000055975A
Authority: JP
Inventors: 和夫齊藤; 良信樽谷; 一正 ▲高▼木; 悦久五月女; 徳海深沢; 塚本　　晃
Original assignee: International Superconductivity Technology Center; Hitachi Ltd
Current assignee: International Superconductivity Technology Center; Hitachi Ltd
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001244807A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一磁束量子を情報担体とする高速低消費電力の超電導単一磁束量子回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、単一磁束量子を読み出す回路は、たとえば、金属ニオブ超電導体／アルミニウム酸化物／ニオブ超電導体で形成されるジョセフソン接合を集積化して回路を構成した例がアイトリプルイー・トランザクションオンマグネティクス、第２５卷、第８号、第８６１頁〜第８６４頁に開示されている。また、酸化物高温超電導材料を用いた回路は、たとえば、イットリウムバリウム銅酸化物／コバルトドープイットリウムバリウム銅酸化物／イットリウムバリウム銅酸化物で形成されるジョセフソン接合を集積化して回路を構成した例がアイトリプルイー・トランザクションスーパーコンダクティビティー、第９卷、第２号、第３８２５頁〜第３８２８頁に開示されている。
【０００３】
図８は、上記公知例における超電導単一磁束量子回路の等価回路を示す。Ｊ_o−Ｊ₄およびＪ₁₄−Ｊ₁₅はジョセフソン接合を、Ｌ_i，Ｌ₀，Ｌ₇およびＬ₈は超電導配線のインダクタを、Ｉ_b0，Ｉ_b1およびＩ_b2はバイアス電流源を、Ｖは出力電圧をモニターする為の電圧計を、それぞれ示す。この回路では、Ｌ_iから入力される磁束量子パルスがインダクタＬ₀、ジョセフソン接合Ｊ₀にを介して後段のトグルフリップフロップに伝播される。バイアス電流Ｉ_b0、Ｉ_b1およびＩ_b2が適当な値に設定され、磁束量子パルスが入力されると、ジョセフソン接合Ｊ₂、Ｊ₄および超電導配線のインダクタＬ₇、Ｌ₈からなる超電導ループに磁束量子が保持され、これに伴う周回電流が流れる。引き続いて後続の磁束量子パルスが入力されると、周回電流はリセットされる。超電導配線のインダクタＬ₇、Ｌ₈の接続点にはジョセフソン接合Ｊ₁₄、Ｊ₁₅の直列回路よりなる読み出し部分回路が接続され、これを通して繰り返して入力される磁束量子パルスによる０電圧状態と電圧状態との遷移が検出される。
【０００４】
この回路は、比較的低いクロック周波数での動作は安定に行われるが、磁束量子を保持する超電導ループの内側に接続された直列ジョセフソン接合によって磁束量子の読み出しを行っているため回路構成が複雑になり、回路設計上のレイアウトに大きな制約が生じる困難があった。特に酸化物高温超電導体を用いた場合には積層構造を作製するのが困難であるため回路レイアウトの制約は一層大きい。また、読み出しに関わるジョセフソン接合の臨界電流値が小さいために出力信号の電圧値は数０．１ｍＶ程度である。この出力レベルでは高いクロック周波数での動作が実現不可能であるという問題が生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来公知例では磁束量子の読み出し動作を実行する際に出力端子が磁束を保持する超電導ループの内側に形成されていたため回路レイアウトが容易でなくまた出力レベルも０．１ｍＶオーダの小さい値でしかないという課題があった。
【０００６】
本発明は、読み出し動作を高速かつ大きな論理振幅を有する電圧信号で実現し、高速、低消費電力という特徴を備えた超電導論理回路の基本回路を供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を踏まえ、本発明では、回路設計上のレイアウトが容易であることを目的として、読み出しを行う部分回路を磁束を保持する超電導ループの外側に接続する回路構成とした。さらに大きな出力電圧を得るために、読み出しを行う部分回路を（１）２個以上のジョセフソン接合を直列に接続する構成、もしくは、（２）超電導量子干渉素子による読み出し回路によって構成するものとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の詳細を図に示す実施例を参照しながら説明する。
【０００９】
実施例１
図１に第１の実施例の等価回路を示す。バイアス電流Ｉ_b0、Ｉ_b1、Ｉ_b2およびＩ_b3を適当な値に設定する。入力信号である磁束量子パルスは超電導配線のインダクタＬ_iを介してジョセフソン接合Ｊ₀に入力される。最初の磁束量子パルスが超電導配線のインダクタＬ₀を介して入力されると、ジョセフソン接合Ｊ₂、Ｊ₄および超電導配線のインダクタＬ₁からなる超電導ループに磁束量子が保持され、これに伴う周回電流が流れる。引き続いて磁束量子パルスが入力されると、周回電流はリセットされる。読み出し部分回路はジョセフソン接合Ｊ₅およびＪ₆の直列接続とし、超電導配線のインダクタＬ₂および超電導配線のインダクタＬ₃とともに、一端がジョセフソン接合Ｊ₃およびＪ₄の接続点に接続され、他端がグランドに接続される。一連の磁束量子の繰り返しの入力による磁束量子の超電導ループでの保持と掃出の繰り返しに応じて、読み出し部分回路の出力端子において、０電圧状態と電圧状態との遷移が生じる。すなわち、ジョセフソン接合Ｊ₅およびＪ₆の接続点で電圧計によりモニターすると、超電導ループにおける磁束の有無に対応して出力が変化する単一磁束量子の読み出し動作を実行できる。
【００１０】
なお、読み出し部分回路の接続位置は、本実施例ではジョセフソン接合Ｊ₃およびＪ₄の接続点としたが、これはジョセフソン接合Ｊ₁およびＪ₂の接続点としても同じ動作を行わせる事が出来る。
【００１１】
図２に第１の実施例による回路の動作波形の例を示す。図２の動作は入力信号が２０ＧＨｚの場合であり、磁束量子パルスが入力されるたびに０電圧状態と電圧状態間の遷移が生じている。図２から分かるように、本実施例では、ほぼ０．３ｍＶの出力電圧が得られている。本発明第１の実施例における回路パラメータおよびバイアス電流値を表１にまとめた。
【００１２】
【表１】

【００１３】
本発明の超電導単一磁束量子回路においては、ジョセフソン接合は電流−電圧特性にヒステリシスを示さない抵抗シャント型のジョセフソン接合が適しており、金属材料および酸化物高温超電導材料いずれを用いても作製することが可能である。例えば、鉛、鉛の合金、ニオブ、ニオブ金属間化合物、より選ばれた材料、あるいは、酸化物超電導体Ｍ’Ｂａ₂Ｃｕ₃Ｏ₇、（ここでＭ’はＹ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕあるいはそれらの化合物）より選ばれた材料を使用することができる。
【００１４】
図３（ａ）（ｂ）に、高温超電導材料によるグランドプレーンなしのランプエッジ接合を用いた場合の回路レイアウトの一例を示す。図３（ａ）に平面図を示し、図３（ｂ）にジョセフソン接合部Ｊ₀に着目した断面図を示す。一般にグランドプレーンがない回路構造ではグランドコンタクトをとることができないため回路レイアウトの制約が大きい。しかし、読み出し部分回路を磁束を保持する超電導ループの外側に設ける本発明では図３に示すような回路レイアウトが実現可能となる。
【００１５】
図３（ａ）において１００は基板である。２００および３００は下部超電導薄膜、６００、７００および８００は上部超電導薄膜であり、両薄膜が重なった位置に太い線のハッチングで示すジョセフソン接合Ｊ₀からＪ₆が形成されている。下部超電導薄膜２００と上部超電導薄膜７００とが重なった部分にもジョセフソン接合はできるが、この部分は本来のジョセフソン接合を形成した部分と異なり非常に大きな面積で重なるように構成されているために、実質的にはジョセフソン接合としては機能せず、単なる接続部として機能することになる。太い矢印で示す線は、バイアス電流Ｉ_b0からＩ_b3の注入、ジョセフソン接合Ｊ₀への入力磁束量子パルスＩ_inputの導入および電圧出力の導出を示す。下部超電導薄膜２００はグランドに接続されるが、下部超電導薄膜３００は浮いた状態である。
【００１６】
図３（ｂ）において、２００および６００はそれぞれ下部超電導薄膜および上部超電導薄膜であり、ラップエッジ表面の層間絶縁膜部分とともにジョセフソン接合Ｊ₀を形成している。２０は両薄膜の層間絶縁膜、１３は電極を示す。グランドへの接続、バイアス電流の注入、入力磁束量子パルスの導入および出力電圧の導出には、必要な位置に、電極１３を形成する。
【００１７】
図３を参照して明らかなように、本発明によれば、読み出し部分回路を磁束を保持する超電導ループの外側に設けるから、実際の回路レイアウトは著しく容易になる。
【００１８】
実施例２
図４に第２の実施例による等価回路を示す。本実施例は信号入力部とトグルフリップフロップ部分の構成および読み出し部分回路が超電導ループの外側に接続されている点は第１の実施例と同様である。本実施例においては、読み出し部分回路がジョセフソン接合Ｊ₈、Ｊ₉と超電導配線のインダクタＬ₄によって形成される超電導量子干渉素子（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ）を含んで構成されている点が異なっている。
【００１９】
図５に第２の実施例による回路動作の波形を示す。周波数２０ＧＨｚの入力信号に対して正常な動作を示している。超電導量子干渉素子ｄｃ−ＳＱＵＩＤを用いて読み出し部分回路を構成することにより、０．５ｍＶの出力電圧を得ることが可能である。
【００２０】
表２に第２の実施例における回路パラメータの値をまとめた。
【００２１】
【表２】

【００２２】
実施例３
図６に第３の実施例による等価回路を示す。本実施例は信号入力部とトグルフリップフロップ部分の構成および読み出し部分回路が超電導ループの外側に接続されている点は第１の実施例と同様である。本実施例においては、読み出し部分回路が直列に接続された４個のジョセフソン接合Ｊ₁₀、Ｊ₁₁、Ｊ₁₂、Ｊ₁₃から構成されている点が異なっている。本実施例においては、大きな出力を有しかつ２つの繰り返し入力に対して状態が遷移する分周動作を実行できる。
【００２３】
図７に第３の実施例による回路動作の波形を示す。周波数２０ＧＨｚの入力信号に対して正常な動作を示している。直列に接続したジョセフソン接合により１ｍＶを超える大きな出力電圧が得られている。
【００２４】
表３に本発明第３の実施例における回路パラメータの値をまとめた。
【００２５】
【表３】

【００２６】
以上の実施例は金属材料、酸化物高温超電導材料いずれの材料を用いた場合にも実現することが可能である。回路のレイアウトが容易になることから、特に酸化物高温超電導材料を用いた場合に有効である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、読み出し部分回路を磁束を保持する超電導ループの外側に接続する構成により回路レイアウトと集積化の容易な超電導単一磁束量子回路が実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施例における等価回路を示す図。
【図２】第１の実施例による回路の動作波形の例を示す図。
【図３】（ａ）（ｂ）は高温超電導材料によるグランドプレーンなしのランプエッジ接合を用いた場合の回路レイアウトの一例を示す図であり、（ａ）に平面図、（ｂ）にジョセフソン接合部Ｊ₀に着目した断面図を示す。
【図４】第２の実施例による等価回路を示す図。
【図５】第２の実施例による回路の動作波形の例を示す図。
【図６】第３の実施例による等価回路を示す図。
【図７】第３の実施例による回路の動作波形の例を示す図。
【図８】公知例における超電導単一磁束量子回路の等価回路を示す図。
【符号の説明】
Ｊ₀〜Ｊ₁₃：ジョセフソン接合、Ｌ₀〜Ｌ₆：超電導配線のインダクタ、Ｉ_b0〜Ｉ_b3：バイアス電流源、１００：基板、２００および３００：下部超電導薄膜、６００、７００および８００：上部超電導薄膜、Ｉ_input：入力磁束量子パルスの導入、Ｖ_output：電圧出力の導出、１３：電極、２０：層間絶縁膜。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a superconducting single-flux quantum circuit that uses a single flux quantum as an information carrier and has high speed and low power consumption.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a circuit that reads a single flux quantum is, for example, an example in which a circuit is configured by integrating Josephson junctions formed of a metal niobium superconductor / aluminum oxide / niobium superconductor. 25, No. 8, pages 861 to 864. In addition, a circuit using an oxide high temperature superconducting material is an example in which a Josephson junction formed of yttrium barium copper oxide / cobalt doped yttrium barium copper oxide / yttrium barium copper oxide is integrated, for example. Is disclosed in i Triple E Transaction Superconductivity, Vol. 9, No. 2, pages 3825 to 3828.
[0003]
FIG. 8 shows an equivalent circuit of the superconducting single flux quantum circuit in the above known example. J _o -J ₄ and J ₁₄ -J ₁₅ are Josephson junctions, L _i , L ₀ , L ₇ and L ₈ are superconducting wiring inductors, I _b0 , I _b1 and I _b2 are bias current sources, V Indicates a voltmeter for monitoring the output voltage. In this circuit, the magnetic flux quantum pulse input from L _i is propagated to the subsequent toggle flip-flop via the inductor L ₀ and the Josephson junction J ₀ . When bias currents I _b0 , I _b1, and I _b2 are set to appropriate values and a magnetic flux quantum pulse is input, a superconducting loop including Josephson junctions J ₂ and J ₄ and inductors L ₇ and L _{8 of} superconducting wiring is formed. Magnetic flux quanta are retained, and a circulating current accompanying this flows. When a subsequent magnetic flux quantum pulse is subsequently input, the circulating current is reset. A readout partial circuit consisting of a series circuit of Josephson junctions J ₁₄ and J ₁₅ is connected to the connection point of the inductors L ₇ and L ₈ of the superconducting wiring, and the zero voltage state and voltage due to the magnetic flux quantum pulse repeatedly input through this circuit. A transition with a state is detected.
[0004]
Although this circuit operates stably at a relatively low clock frequency, the circuit configuration is complicated because the flux quantum is read out by a series Josephson junction connected inside the superconducting loop that holds the flux quantum. Therefore, there has been a difficulty that a large restriction is imposed on the layout in circuit design. In particular, when a high-temperature oxide superconductor is used, it is difficult to produce a laminated structure, so that the circuit layout is further restricted. Further, since the critical current value of the Josephson junction related to reading is small, the voltage value of the output signal is about several 0.1 mV. At this output level, there is a problem that operation at a high clock frequency cannot be realized.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example described above, since the output terminal is formed inside the superconducting loop that holds the magnetic flux when the magnetic flux quantum reading operation is executed, the circuit layout is not easy and the output level is a small value on the order of 0.1 mV. There was a problem that there was only one.
[0006]
An object of the present invention is to provide a basic circuit of a superconducting logic circuit which realizes a read operation with a voltage signal having a high speed and a large logic amplitude and has characteristics of high speed and low power consumption.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Based on the above problems, the present invention has a circuit configuration in which a partial circuit for reading is connected to the outside of a superconducting loop holding magnetic flux for the purpose of easy layout in circuit design. In order to obtain a larger output voltage, a partial circuit for reading is configured by (1) a configuration in which two or more Josephson junctions are connected in series, or (2) a readout circuit using a superconducting quantum interference device. .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Details of the present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
[0009]
Example 1
FIG. 1 shows an equivalent circuit of the first embodiment. Bias currents I _b0 , I _b1 , I _b2 and I _b3 are set to appropriate values. The magnetic flux quantum pulse as an input signal is input to the Josephson junction J ₀ via the inductor L _{i of the} superconducting wiring. When the first magnetic flux quantum pulse is inputted through the inductor L ₀ of the superconducting wiring, the magnetic flux quantum is held in the superconducting loop composed of the Josephson junctions J ₂ and J ₄ and the inductor L _{1 of the} superconducting wiring. Current flows. When the magnetic flux quantum pulse is subsequently input, the circulating current is reset. The readout partial circuit is a series connection of Josephson junctions J ₅ and J ₆ , one end of which is connected to the connection point of the Josephson junctions J ₃ and J ₄ together with the inductor L ₂ of the superconducting wiring and the inductor L _{3 of the} superconducting wiring. The end is connected to ground. A transition between the zero voltage state and the voltage state occurs at the output terminal of the readout partial circuit in accordance with repetition of holding and sweeping of the flux quanta in the superconducting loop due to repeated input of a series of flux quanta. That is, when monitored by a voltmeter at the connection point of Josephson junctions J ₅ and J ₆ , a single flux quantum reading operation in which the output changes in accordance with the presence or absence of magnetic flux in the superconducting loop can be executed.
[0010]
In the present embodiment, the connection position of the readout partial circuit is the connection point of the Josephson junctions J ₃ and J ₄ , but this also allows the same operation to be performed as the connection point of the Josephson junctions J ₁ and J _2. I can do it.
[0011]
FIG. 2 shows an example of operation waveforms of the circuit according to the first embodiment. The operation of FIG. 2 is when the input signal is 20 GHz, and a transition between the zero voltage state and the voltage state occurs each time a magnetic flux quantum pulse is input. As can be seen from FIG. 2, in this embodiment, an output voltage of approximately 0.3 mV is obtained. The circuit parameters and bias current values in the first embodiment of the present invention are summarized in Table 1.
[0012]
[Table 1]

[0013]
In the superconducting single flux quantum circuit of the present invention, a resistance shunt type Josephson junction that does not exhibit hysteresis in current-voltage characteristics is suitable for the Josephson junction, and any metal material or high-temperature oxide superconducting material can be used. It is possible to produce. For example, lead, a lead alloy, niobium, a niobium intermetallic compound, a selected material, or an oxide superconductor M′Ba ₂ Cu ₃ O ₇ (where M ′ is Y, Nd, Sm, Eu or Materials selected from those compounds) can be used.
[0014]
FIGS. 3A and 3B show an example of a circuit layout in the case of using a lamp edge junction without a ground plane made of a high-temperature superconducting material. FIG. 3A shows a plan view, and FIG. 3B shows a cross-sectional view focusing on the Josephson junction J ₀ . In general, in a circuit structure without a ground plane, since a ground contact cannot be made, the circuit layout is greatly restricted. However, in the present invention in which the readout partial circuit is provided outside the superconducting loop that holds the magnetic flux, a circuit layout as shown in FIG. 3 can be realized.
[0015]
In FIG. 3A, reference numeral 100 denotes a substrate. 200 and 300 are lower superconducting thin film, 600, 700 and 800 are upper superconducting thin film, J ₆ Josephson junction J ₀ indicated by hatching thick line to a position where both films are overlapped is formed. A Josephson junction can be formed even in a portion where the lower superconducting thin film 200 and the upper superconducting thin film 700 overlap, but this portion is configured to overlap with a very large area unlike a portion where the original Josephson junction is formed. In fact, it does not function as a Josephson junction but functions as a simple connection. The line indicated by the thick arrow indicates the injection of the bias currents I _b0 to I _b3 , the introduction of the input magnetic flux quantum pulse I _input to the Josephson junction J ₀ and the derivation of the voltage output. The lower superconducting thin film 200 is connected to the ground, but the lower superconducting thin film 300 is in a floating state.
[0016]
In FIG. 3B,

reference numerals

200 and 600 denote a lower superconducting thin film and an upper superconducting thin film, respectively, and form a Josephson junction J ₀ together with an interlayer insulating film portion on the surface of the wrap edge. Reference numeral 20 denotes an interlayer insulating film of both thin films, and 13 denotes an electrode. The electrode 13 is formed at a necessary position for connection to the ground, injection of bias current, introduction of the input magnetic flux quantum pulse, and derivation of the output voltage.
[0017]
As will be apparent with reference to FIG. 3, according to the present invention, since the readout partial circuit is provided outside the superconducting loop for holding the magnetic flux, the actual circuit layout is remarkably facilitated.
[0018]
Example 2
FIG. 4 shows an equivalent circuit according to the second embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment in that the configuration of the signal input section and toggle flip-flop section and the readout partial circuit are connected to the outside of the superconducting loop. This embodiment is different in that the readout partial circuit includes a superconducting quantum interference element (dc-SQUID) formed by Josephson junctions J ₈ and J ₉ and an inductor L _{4 of} superconducting wiring. .
[0019]
FIG. 5 shows the waveform of the circuit operation according to the second embodiment. Normal operation is shown for an input signal having a frequency of 20 GHz. An output voltage of 0.5 mV can be obtained by configuring the readout partial circuit using the superconducting quantum interference device dc-SQUID.
[0020]
Table 2 summarizes circuit parameter values in the second embodiment.
[0021]
[Table 2]

[0022]
Example 3
FIG. 6 shows an equivalent circuit according to the third embodiment. This embodiment is the same as the first embodiment in that the configuration of the signal input section and toggle flip-flop section and the readout partial circuit are connected to the outside of the superconducting loop. The present embodiment is different in that the readout partial circuit is composed of four Josephson junctions J ₁₀ , J ₁₁ , J ₁₂ , and J ₁₃ connected in series. In the present embodiment, a frequency dividing operation having a large output and a state transition with respect to two repeated inputs can be executed.
[0023]
FIG. 7 shows waveforms of circuit operation according to the third embodiment. Normal operation is shown for an input signal having a frequency of 20 GHz. A large output voltage exceeding 1 mV is obtained by the Josephson junction connected in series.
[0024]
Table 3 summarizes the values of the circuit parameters in the third embodiment of the present invention.
[0025]
[Table 3]

[0026]
The above embodiments can be realized when using either a metal material or an oxide high-temperature superconducting material. Since the circuit layout becomes easy, it is effective particularly when an oxide high-temperature superconducting material is used.
[0027]
【The invention's effect】
In the present invention, it is possible to realize a superconducting single flux quantum circuit that is easy to circuit layout and integration by connecting the readout partial circuit to the outside of the superconducting loop that holds the magnetic flux.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an equivalent circuit in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of operation waveforms of the circuit according to the first embodiment.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing an example of a circuit layout in the case of using a lamp edge junction without a ground plane made of a high-temperature superconducting material, in which FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is Josephson; shows a cross-sectional diagram focusing on the junction J _0.
FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit according to a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing an example of operation waveforms of a circuit according to a second embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit according to a third embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of operation waveforms of a circuit according to a third embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing an equivalent circuit of a superconducting single flux quantum circuit in a known example.
[Explanation of symbols]
J _{0 to} J ₁₃ : Josephson junction, L _{0 to} L ₆ : Inductor of superconducting wiring, I _{b0 to} I _b3 : Bias current source, 100: Substrate, 200 and 300: Lower superconducting thin film, 600, 700 and 800: Upper part Superconducting thin film, I _input : Introduction of input magnetic flux quantum pulse, V _output : Derivation of voltage output, 13: Electrode, 20: Interlayer insulating film.

Claims

A first junction row in which the first Josephson junction and the second Josephson junction are connected in series, and a second junction row in which the third Josephson junction and the fourth Josephson junction are connected in series. A connection point of each Josephson junction of the first and second junction rows is connected by a first superconducting wiring, one end of each junction row is grounded to the ground, and the other end of each junction row is connected to the ground A superconducting single-flux quantum circuit configured to be connected by a second superconducting wire, wherein a signal input is introduced through the second superconducting wire, and the first and the first superconducting wires are connected by the first superconducting wire. A superconducting single flux quantum circuit, wherein a readout partial circuit is connected to one of connection points of each Josephson junction of the second junction row.

The superconducting single flux quantum circuit according to claim 1, wherein the readout partial circuit includes two or more Josephson junctions and one or more superconducting wires.

The readout partial circuit includes one or more Josephson junctions and one or more superconducting wires, and is constituted by a superconducting quantum interference element that is directly or magnetically coupled to one of the one or more superconducting wires. The superconducting single flux quantum circuit according to claim 1.

The superconducting single flux quantum circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the Josephson junction is a resistance shunt-type Josephson junction that exhibits no hysteresis in current-voltage characteristics.

The Josephson junction and the superconducting wiring are materials selected from oxide superconductors M′Ba ₂ Cu ₃ O ₇ (where M ′ is Y, Nd, Sm, Eu or a compound thereof). 5. The superconducting single flux quantum circuit according to any one of 4 above.

The superconducting single flux quantum circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the Josephson junction and the superconducting wiring are materials selected from lead, a lead alloy, niobium, and a niobium intermetallic compound.