KR101845179B1 - 조셉슨 ac/dc 변환기 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예는 AC/DC 변환기 시스템을 설명한다. 시스템은 AC 입력 신호와 유도 결합되는 자속 셔틀 루프를 포함한다. 시스템은 또한 AC 입력 신호에 응답하여 순차적으로 트리거하고, 출력 인덕터를 통해 제공되는 DC 출력 신호를 생성하는 자속 셔틀 루프 주위에서 순차적으로 이동하는 단자속 양자(SFQ) 펄스를 제공하도록 구성되는 자속 셔틀 루프에 대해 이격된 복수의 조셉슨 접합을 포함한다.

Description

조셉슨 AC/DC 변환기 시스템 및 방법{JOSEPHSON AC/DC CONVERTER SYSTEMS AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 양자 및 고전(quantum and classical) 디지털 초전도 회로에 관한 것으로서, 특히 조셉슨 AC/DC 변환기 시스템 및 방법에 관한 것이다.
초전도 디지털 기술은 엄청난 고속, 저전력 소모, 및 낮은 동작 온도로부터 이익을 얻는 컴퓨팅 및/또는 통신 자원을 제공하였다. 초전도 디지털 기술은 CMOS 기술의 대안으로 개발되었고, 전형적으로 초전도 조셉슨 접합을 활용하는 초전도체 기반 단자속(single flux) 초전도 회로를 포함하고, 20Gb/s(기가바이트/초) 이상의 전형적인 데이터 전송 속도에서 약 4 nW(나노와트)의 전형적인 신호 전력을 나타낼 수 있으며, 약 4°켈빈의 온도에서 동작할 수 있다. 조셉슨 접합은 DC 바이어스 전류가 공급되는 능동 장치이며, 이러한 회로 내의 전력 버짓(power budget)은 능동 장치가 스위칭하는 지의 여부를 발생시키는 정적 전력 소비가 지배적이다. 전형적인 시스템은 바이어스 저항 네트워크를 사용하여 직접적으로 DC 바이어스 전류를 제공하여, (암페어 이상인) 실질적으로 높은 전류를 생성시켜 높은 전력 소산로부터 생성하는 스퓨리어스 자기장 및 열을 생성시킬 수 있다.
일 실시예는 AC/DC 변환기 시스템을 설명한다. 시스템은 AC 입력 신호와 유도 결합되는 자속 셔틀 루프(flux-shuttle loop)를 포함한다. 시스템은 또한 AC 입력 신호에 응답하여 순차적으로 트리거하고, 출력 인덕터를 통해 제공되는 DC 출력 신호를 생성하는 자속 셔틀 루프 주위에서 순차적으로 이동하는 단자속 양자(SFQ) 펄스를 제공하도록 구성되는 자속 셔틀 루프에 대해 이격된 복수의 조셉슨 접합을 포함한다.
다른 실시예는 AC 입력 신호에 기초하여 DC 출력 신호를 제공하기 위한 방법을 포함한다. 방법은 복수의 스테이지를 포함하는 자속 셔틀 루프에 초기화 바이어스 전류를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 복수의 스테이지의 각각과 유도 결합되는 AC 입력 신호를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 출력 인덕터를 통해 DC 출력 신호를 생성하기 위해 자속 셔틀 루프 주위에서 단자속 양자를 순환하도록 AC 입력 신호의 주파수에 기초하여 복수의 스테이지의 각각과 관련되는 조셉슨 접합을 순차적으로 트리거하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 AC/DC 변환기 시스템을 포함한다. 시스템은 복수의 스테이지를 포함하고, AC 입력 신호를 수신하도록 구성된 자속 셔틀 루프를 포함한다. 복수의 스테이지의 각각은 복수의 스테이지의 각각의 스테이지에 대한 AC 입력 신호의 유도 결합에 기초하여 바이어스 전류를 생성하도록 구성된 변압기를 포함한다. 복수의 스테이지의 각각은 또한 바이어스 전류에 응답하여 단자속 양자를 제공하기 위해 트리거하도록 구성되는 조셉슨 접합을 포함한다. 복수의 스테이지의 각각은 또한 출력 인덕터와 복수의 스테이지의 각각의 스테이지를 상호 연결하고, 단자속 양자에 응답하여 전류 펄스를 제공하도록 구성되는 인덕터를 포함한다. 시스템은 또한 스토리지 인덕터의 각각에 결합되고, 스토리지 인덕터의 각각으로부터 순차적으로 제공되는 수신된 전류 펄스 출력에 기초하여 DC 출력 신호를 제공하도록 구성되는 출력 인덕터를 포함한다.
도 1은 초전도 회로 시스템의 예를 도시한다.
도 2는 조셉슨 AC/DC 변환기의 예를 도시한다.
도 3의 타이밍 다이어그램의 예를 도시한다.
도 4는 초전도 회로 시스템의 예를 도시한다.
도 5는 AC 입력 신호에 기초하여 DC 출력 신호를 제공하기 위한 방법의 예를 도시한다.
본 발명은 일반적으로 양자 및 고전 디지털 초전도 회로에 관한 것으로서, 특히 조셉슨 AC/DC 변환기 시스템 및 방법에 관한 것이다. 조셉슨 AC/DC 변환기는 복수의 스테이지를 포함하는 자속 셔틀 루프를 포함한다. 복수의 스테이지의 각각은 변압기, 적어도 하나의 조셉슨 접합, 및 인덕터를 포함한다. AC 입력 신호가 자속 셔틀 루프에 바이어스 전류를 제공하도록 변압기는 AC 입력 신호를 자속 셔틀 루프에 유도 결합하기 위해 구성된다. 자속 셔틀 루프는 또한 DC 초기화 신호에 응답하여 바이어스 전류를 생성하도록 구성되는 초기화 변압기를 포함한다. 따라서, 초기화 변압기를 통해 제공된 바이어스 전류와, 각 스테이지에서 변압기를 통해 AC 입력 신호에 의해 제공되는 바이어스 전류에 응답하여, 각 스테이지에서의 조셉슨 접합은 AC 입력 신호의 주파수에 기초하여 자속 셔틀 루프 주위에서 단자속 양자(SFQ) 펄스를 제공하기 위해 트리거한다. 예로서, SFQ 펄스는 AC 입력 신호의 각각의 양 및 음 주기에서 주어진 스테이지를 통해 전파할 수 있다. SFQ 펄스는 출력 인덕터가 DC 출력 신호를 제공하도록 전류 펄스를 출력 인덕터에 제공하기 위해 복수의 스테이지의 각각의 인덕터에 제공된다.
예로서, AC 입력 신호는 동상 AC 입력 신호 및 직교 위상 AC 입력 신호를 포함할 수 있고, 자속 셔틀 루프는 4개의 스테이지를 포함할 수 있다. 이러한 스테이지 중 2개의 변압기의 1차 권선은 스테이지 중 다른 2개의 변압기의 1차 권선에 대해 반대 극성을 가질 수 있다. 따라서, 동상 AC 입력 신호 및 직교 위상 AC 입력 신호의 각각의 양의 주기에서, 스테이지 중 2개의 변압기의 2차 권선에 유도된 바이어스 전류는 자속 셔틀 루프 주위에서 주어진 방향으로 제공될 수 있으며, 동상 AC 입력 신호 및 직교 위상 AC 입력 신호의 각각의 음의 주기에서, 스테이지 중 다른 2개의 변압기의 2차 권선에 유도된 바이어스 전류는 자속 셔틀 루프 주위에서 동일한 주어진 방향으로 제공될 수 있다. 따라서, 스테이지의 각각에서의 조셉슨 접합은 DC 출력 전압을 생성하기 위해 전류 펄스를 출력 인덕터에 제공하도록 자속 셔틀 루프 주위에서 SFQ 펄스를 회전시키기 위해 AC 입력 신호의 각각의 90°에서 순차적으로 트리거할 수 있다.
[0013] 도 1은 초전도 회로 시스템(10)의 예를 도시한다. 예로서, 초전도 회로 시스템(10)은 양자 메모리 또는 처리 시스템과 같은 임의의 다양한 양자 컴퓨팅 응용에서 구현될 수 있다. 초전도 회로 시스템(10)은 도 1의 예에서 보여지고, DC 전류 IDC로서 DC 신호를 수신하는 장치(12)를 포함한다. 예로서, DC 전류 IDC는 장치(12)를 구동하기 위해 전력 신호 또는 드라이버 신호로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 장치(12)는 판독 전류 또는 기록 전류를 메모리 셀에 제공하는 것과 같은 메모리 드라이버에 대응할 수 있다.
초전도 회로 시스템(10)은 또한 AC 입력 신호 AC를 DC 신호 IDC로 변환하도록 구성되는 조셉슨 AC/DC 변환기(14)를 포함한다. 예로서, AC 입력 신호 AC는 상호 양자 논리(reciprocal quantum logic; RQL) 초전도 회로(예를 들어, 약 2mA RMS)에 적용 가능한 실질적으로 일정한 주파수(예를 들어, 약 10 GHz) 및 낮은 AC 전류 크기를 가진 사인 파형일 수 있다. 조셉슨 AC/DC 변환기(14)는 AC 입력 신호 AC를 DC 신호 IDC로 변환하기 위해 조셉슨 AC/DC 변환기(14)의 동작을 초기화하도록 조셉슨 AC/DC 변환기(14)에 제공될 수 있는 초기화 신호 INTL를 수신하는 것으로 보여진다. 예로서, 초기화 신호 INTL은 조셉슨 AC/DC 변환기(14)의 AC/DC 변환 동작을 유지하기 위해 조셉슨 AC/DC 변환기(14)에 실질적으로 연속적으로 제공되는 DC 신호일 수 있다. 예를 들어, 초기화 신호 INTL은 바이어스 전류를 유도할 수 있다.
도 1의 예에서, 조셉슨 AC/DC 변환기(14)는 자속 셔틀 루프(16)를 포함한다. 자속 셔틀 루프(16)는 AC 입력 신호 AC의 주파수에 기초하여 조셉슨 AC/DC 변환기(14)의 AC/DC 변환 동작 동안에 자속 셔틀 루프(16) 주위에 단자속 양자(SFQ) 펄스를 전달하도록 구성되는 복수의 스테이지를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 자속 셔틀 루프(16)에 관한 용어 "루프"는 제 1 스테이지가 마지막 스테이지에 결합될 수 있도록 자속 셔틀 루프(16)의 스테이지의 실질적으로 연속적인 루프(예를 들어, 원형) 배치를 나타낸다. 따라서, 초기화 신호 INTL가 제공될 동안, SFQ 펄스는 자속 셔틀 루프(16)의 주위에 실질적으로 연속적으로 전파할 수 있다.
자속 셔틀 루프(16)는 저항기 없이 배치될 수 있다. 예로서, 자속 셔틀 루프(16)의 스테이지의 각각은 변압기, 적어도 하나의 조셉슨 접합 및 인덕터를 포함할 수 있다. AC 입력 신호 AC가 자속 셔틀 루프(16)에 바이어스 전류를 제공하도록 변압기는 AC 입력 신호 AC를 자속 셔틀 루프(16)에 유도 결합하도록 구성될 수 있다. 변압기를 통해 AC 입력 신호 AC에 의해 유도된 바이어스 전류는 초기화 신호 INTL을 통해 생성된 바이어스 전류에 추가될 수 있다. 따라서, 집단 바이어스 전류에 응답하여, 자속 셔틀 루프(16)의 각 스테이지에서의 조셉슨 접합은 AC 입력 신호 AC의 주파수에 기초하여 자속 셔틀 루프(16) 주위에 전파하는 SFQ 펄스를 생성하도록 트리거한다. 예로서, SFQ 펄스는 AC 입력 신호 AC의 각각의 양 및 음 주기에서 주어진 스테이지 중 하나를 통해 전파할 수 있다. SFQ 펄스는, 자속 셔틀 루프(16)의 주위에 전파할 때, 전류 펄스를 제공하기 위해 자속 셔틀 루프(16)의 각 스테이지의 인덕터, 예컨대 조셉슨 AC/DC 변환기(14) 내의 출력 인덕터(도시되지 않음)에 제공될 수 있다. 따라서, DC 신호 IDC는 AC 입력 신호 AC의 주파수에 기초하여 출력 인덕터에 순차적으로 제공되는 전류 펄스에 기초하여 출력 인덕터를 통해 흐를 수 있다. 예를 들어, 생성된 전류 펄스가 DC 신호 IDC를 제공하도록 출력 인덕터에 통합될 수 있도록 전류 펄스는 작은 전압(예를 들어, 약 2 μν/GHz)을 인덕터의 각각에 제공하는 SFQ 펄스에 기초하여 생성될 수 있다.
따라서, 조셉슨 AC/DC 변환기(14)는 전력 효율적인 방식으로 AC 입력 AC 신호를 DC 신호 IDC로 변환하도록 동작할 수 있다. 상술한 바와 같이, 조셉슨 AC/DC 변환기(14)는 저항기 없이 구현될 수 있다. 따라서, 자속 셔틀 루프(16)의 주위에 전파하는 SFQ 펄스를 유지하기 위해 추가적인 전력이 소산되지 않도록 조셉슨 AC/DC 변환기(14)만이 DC 신호 IDC를 장치(12)에 제공하기 위해 전류 펄스를 통해 전력을 소산한다. 게다가, 전형적인 저항 기반 DC 전원과 반대되는 바와 같이, 조셉슨 AC/DC 변환기(14)는 정적 전력 소산으로부터 실질적으로 열을 생성할 수 없다. 따라서, 조셉슨 AC/DC 변환기(14)는 특히 양자 컴퓨팅 환경에서 전형적인 AC/DC 변환기보다 효율적이고 효과적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, DC 출력 신호 IDC가 대략 최대 진폭을 달성할 시에, 초기화 신호 INTL가 비활성화될 수 있다. 결과적으로, 자속 셔틀 루프(16)의 각 스테이지에서의 조셉슨 접합은 더 이상 순차적으로 트리거하지 않지만, DC 출력 전류 IDC는 부하가 정지하는 한(예를 들어, 초전도) 소산 없이 진폭을 유지한다.
도 2는 조셉슨 AC/DC 변환기(50)의 예를 도시한다. 조셉슨 AC/DC 변환기(50)는 초전도 회로 시스템(10)에서의 조셉슨 AC/DC 변환기(14)에 대응할 수 있다. 따라서, 조셉슨 AC/DC 변환기(50)는 도 2의 예에서 제 1 스테이지(54), 제 2 스테이지(56), 제 3 스테이지(58), 및 제 4 스테이지(60)로서 보여진 복수의 스테이지를 포함하는 자속 셔틀 루프(52)를 포함한다. 스테이지(54, 56, 58 및 60)는 루프 배치를 형성하기 위해 순차적으로 결합된다. 조셉슨 AC/DC 변환기(50)는 AC 입력 신호를 DC 출력 신호로 변환하도록 구성된다. 도 2의 예에서, AC 입력 신호는 동상 AC 입력 신호 AC1 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ를 포함하는 것으로 보여진다. 예로서, 동상 AC 입력 신호 AC1 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ는 총괄하여 양자 컴퓨팅 회로에서 RQL을 위해 구현되는 AC 직교 신호에 대응할 수 있다. DC 출력 신호는 출력 인덕터 LOUT를 통해 흐르는 전류 IDC로서 보여진다.
스테이지(54, 56, 58 및 60)의 각각은 서로에 대해 실질적으로 유사하게 구성된다. 제 1 스테이지(54)는 변압기 T1, 제 1 조셉슨 접합 J1_1, 제 2 조셉슨 접합 J2_1, 및 제 1 인덕터 LX _ 1를 포함한다. 제 2 스테이지(56)는 변압기 T2, 제 1 조셉슨 접합 J1_2, 제 2 조셉슨 접합 J2_2, 제 1 인덕터 LX _2, 및 제 2 인덕터 LY _2를 포함한다. 제 3 스테이지(56)는 변압기 T3, 제 1 조셉슨 접합 J1_3, 제 2 조셉슨 접합 J2_3, 제 1 인덕터 LX _3, 및 제 2 인덕터 LY _ 3를 포함한다. 제 4 스테이지(60)는 변압기 T4, 제 1 조셉슨 접합 J1_4, 제 2 조셉슨 접합 J2_4, 제 1 인덕터 LX _4, 및 제 2 인덕터 LY_4를 포함한다.
변압기 T1 및 T3는 각각 동상 AC 입력 신호 AC1가 흐르는 1차 권선 L1_1 및 L1_3을 포함하고, 변압기 T2 및 T4는 각각 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ가 흐르는 1차 권선 L1_2 및 L1_ 4을 포함한다. 변압기 T1 및 T3는 자속 셔틀 루프(52)에 대한 동상 AC 입력 신호 AC1의 유도 결합을 제공하고, 변압기 T2 및 T4는 자속 셔틀 루프(52)에 대한 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 유도 결합을 제공한다. 따라서, 제 1 변압기 T1는 2차 권선 L2_1을 통해 바이어스 전류 IB1를 생성할 수 있고, 제 3 변압기 T3는 동상 AC 입력 신호 AC1에 응답하여 2차 권선 L2_3을 통해 바이어스 전류 IB3를 생성할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 변압기 T2는 2차 권선 L2_ 2을 통해 바이어스 전류 IB2를 생성할 수 있고, 제 4 변압기 T4는 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ에 응답하여 2차 권선 L2_4을 통해 바이어스 전류 IB4를 생성할 수 있다.
예로서, 제 1 동상 AC 입력 신호 AC1 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 각각은 (예를 들어, 각각의 주기의 제 1 절반부에서의) 양의 부분 및 (예를 들어, 각각의 주기의 제 2 절반부에서의) 음의 부분을 포함할 수 있다. 도 2의 예에서 알 수 있는 바와 같이, 제 3 변압기 T3의 1차 권선 L1_3은 제 1 변압기 T1의 1차 권선 L1_1의 극성과 반대되는 극성을 갖는다. 마찬가지로, 제 4 변압기 T4의 1차 권선 L1_ 4은 제 2 변압기 T2의 1차 권선 L1_2의 극성과 반대되는 극성을 갖는다. 따라서, 바이어스 전류 IB1는 동상 AC 입력 신호 AC1의 음의 부분 동안 제 1 변압기 T1의 2차 권선 L2_1을 통해 제 1 방향으로 유도된다. 그러나, 각각 제 1 및 3 변압기 T1 및 T3의 1차 권선 L1_1 및 L3_1은 반대 극성을 갖기 때문에, 바이어스 전류 IB3는 또한 동상 AC 입력 신호 AC1의 양의 부분 동안 제 3 변압기 T3의 2차 권선 L2_3을 통해 제 1 방향으로 유도된다. 마찬가지로, 바이어스 전류 IB2는 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 음의 부분 동안 제 1 방향으로 유도되고, 바이어스 전류 IB4는 또한 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 양의 부분 동안 제 1 방향으로 유도된다. 따라서, 도 1의 예에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 바이어스 전류 IB1, IB2, IB3, 및 IB4는 AC 입력 신호 AC1 및 ACQ의 90°간격에 순차적으로 제공된다. 도 2의 예에서. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, "제 1 방향"은 초기화 바이어스 전류 IB_IN와 동일한 전류 방향에 있는 것으로 보여지고, 각각의 2차 권선 L2_1, L2_2, L2_3, 및 L2_4로부터 왼쪽에서 오른쪽으로 보여진다.
조셉슨 AC/DC 변환기(50)는 도 2의 예에서 알 수 있고, 제 2 인덕터(예를 들어, LY_1)를 대신하는 제 1 스테이지(54)의 부분을 형성하는 초기화 변압기 TIN을 포함한다. 조셉슨 AC/DC 변환기(50)는 조셉슨 AC/DC 변환기(50)의 동작을 초기화하기 위해 조셉슨 AC/DC 변환기(50)에 제공될 수 있는 초기화 신호 INTL를 수신하는 것으로 보여진다. 예로서, 초기화 신호 INTL는 조셉슨 AC/DC 변환기(50)에 실질적으로 연속하여 제공되는 DC 신호일 수 있다. 도 2의 예에서, 초기화 신호 INTL는 변압기 TIN의 1차 권선 L1_IN을 통해 제공되며, 이는 2차 권선 L2_IN으로부터 제공되도록 초기화 바이어스 전류 IB_IN를 유도한다. 도 2의 예에서, 초기화 바이어스 전류 IB_IN는 제 1 인덕터 LX_2)를 통해 흐르는 것으로 보여진다.
초기화 바이어스 전류 IB_IN 및 바이어스 전류 IB2의 크기의 추가는 조셉슨 접합 J1_2의 임계 전류를 초과하기에 충분할 수 있다. 예를 들면, 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 음의 부분 동안, 바이어스 전류 IB2 및 초기화 바이어스 전류 IB_IN는 조셉슨 접합 J2_2을 통해 흐르도록 조합할 수 있다. 응답하여, 바이어스 전류 IB2 및 IB_IN의 크기가 조셉슨 접합 J2_2의 임계 전류를 초과하기 때문에, 조셉슨 접합 J2_ 2은 전압 펄스로서 자속 셔틀 루프(52)에 나타날 수 있는 단자속 양자(SFQ) 펄스를 생성하도록 트리거한다. 그 다음, SFQ 펄스는 제 1 조셉슨 접합 J1_3을 트리거하기 위해 인덕터 LY_1 및 LX_2를 통해 제 2 스테이지(56)에서 제 3 스테이지(58)로 전파할 수 있다. 동상 AC 입력 신호 AC1의 양의 부분 동안, SFQ 펄스는 조셉슨 접합 J2_3을 트리거하기 위해 바이어스 전류 IB3와 조합할 수 있다. 결과적으로, 조셉슨 접합 J2_3은 SFQ 펄스를 생성한다. 따라서, 조셉슨 접합 J1 및 J2은 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 주파수에 기초하여 순차적으로 계속 트리거할 수 있다. 따라서, SFQ 펄스는 AC 입력 신호 ACI 및 ACQ의 각각 90°간격에서 스테이지(54, 56, 68 및 60)의 각각에 순차적으로 생성된다.
스테이지(54, 56, 68 및 60)의 각각에서 조셉슨 접합 J2에 의해 순차적으로 생성된 SFQ 펄스에 응답하여, 전류 펄스는 각각의 스테이지(54, 56, 68 및 60)와 연관된 스토리지 인덕터에 생성된다. 도 2의 예에서, 제 1 스테이지(54)는 스토리지 인덕터 LS _ 1를 포함하고, 제 2 스테이지(56)는 스토리지 인덕터 LS _2를 포함하고, 제 3 스테이지(58)는 스토리지 인덕터 LS _ 3를 포함하고, 및 제 4 스테이지(60)는 스토리지 인덕터 LS _4를 포함한다. 따라서, 조셉슨 접합 J2_1 트리거링에 응답하여, SFQ 펄스는 스토리지 인덕터 LS _1에서 생성된 전류 펄스 IP1를 발생시키고, 조셉슨 접합 J2_2 트리거링에 응답하여, SFQ 펄스는 스토리지 인덕터 LS _2에서 생성된 전류 펄스 IP2를 발생시키고, 조셉슨 접합 J2_3 트리거링에 응답하여, SFQ 펄스는 스토리지 인덕터 LS _3에서 생성된 전류 펄스 IP3를 발생시키며, 조셉슨 접합 J2_4 트리거링에 응답하여, SFQ 펄스는 스토리지 인덕터 LS _4에서 생성된 전류 펄스 IP4를 발생시킨다. 스토리지 인덕터 LS _1, LS _1, LS _1, 및 LS _1의 각각은 출력 인덕터 LOUT에 결합된다. 결과적으로, 출력 인덕터 LOUT는 조셉슨 AC/DC 변환기(50)가 출력 인덕터 LOUT의 전류 제한에 기초하여 전류 제한된 DC 신호원의 역할을 하도록 DC 출력 신호 IDC를 제공하기 위해 전류 펄스 IP1, IP2, IP3, 및 IP4의 각각을 통합한다. 결과적으로, DC 출력 신호 IDC는 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ로부터 변환된 DC 신호로서 장치(예를 들어, 도 1의 예에서의 장치(12))에 제공될 수 있다.
도 3은 타이밍 다이어그램(100)의 예를 도시한다. 타이밍 다이어그램(100)은 시간의 함수로서 레전드(legend)(102)에 나타낸 바와 같이 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ를 포함한다. 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ는 각각 거의 0이 중심인 크기를 갖는 정현파 신호로서 보여진다. 도 3의 예에서의 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ는 도 2의 예에서의 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ에 대응할 수 있다. 따라서, 도 3의 예의 다음의 설명에서 도 2의 예에 대한 참조가 행해질 수 있다.
시간 t0에서, 동상 AC 입력 신호 ACI의 음의 부분이 시작하고, 동상 AC 입력 신호 ACI의 양의 피크는 시간 t1에서 발생한다. 따라서, 동상 AC 입력 신호 ACI는 1차 권선 L1_1과의 유도 결합에 기초하여 제 1 방향에서 2차 권선 L2_1을 통해 바이어스 전류 IB1를 유도하기 시작한다. (예를 들어, 변압기 T1의 인덕턴스에 기초하여) 시간 t1에 바로 후속하는 시간에, 조셉슨 접합 J1_1에 의해 제공되는 SFQ 펄스와 조합된 바이어스 전류 IB1의 크기는 이전에 트리거된 조셉슨 접합 J2_1의 임계 전류를 초과하며, 따라서 조셉슨 접합 J2_1을 트리거하기에 충분하게 된다. 결과적으로, 조셉슨 접합 J2_1은 출력 인덕터 LOUT에 의해 통합되는 스토리지 인덕터 LS _1에 전류 펄스 IP1를 생성하고, 조셉슨 접합 J1_ 2을 트리거하기 위해 제 2 스테이지로 전파하는 SFQ 펄스를 생성한다.
또한, 시간 t1에서, 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 음의 부분이 시작하고, 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 양의 피크는 시간 t2에서 발생한다. 따라서, 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ는 1차 권선 L1_2과의 유도 결합에 기초하여 제 1 방향에서 2차 권선 L2_ 2을 통해 바이어스 전류 IB2를 유도하기 시작한다. (예를 들어, 변압기 T2의 인덕턴스에 기초하여) 시간 t2에 바로 후속하는 시간에, 조셉슨 접합 J1_2에 의해 제공되는 SFQ 펄스와 조합된 바이어스 전류 IB1(및/또는 초기화 바이어스 전류 IB_IN)의크기는 조셉슨 접합 J2_2의 임계 전류를 초과하며, 따라서 조셉슨 접합 J2_ 2을 트리거하기에 충분하게 된다. 결과적으로, 조셉슨 접합 J2_ 2은 출력 인덕터 LOUT에 의해 통합되는 스토리지 인덕터 LS _2에 전류 펄스 IP2를 생성하고, 조셉슨 접합 J1_3을 트리거하기 위해 제 3 스테이지로 전파하는 SFQ 펄스를 생성한다.
또한, 시간 t2에서, 동상 AC 입력 신호 ACI의 양의 부분이 시작하고, 동상 AC 입력 신호 ACI의 음의 피크는 시간 t3에서 발생한다. 따라서, 동상 AC 입력 신호 ACI는 (예를 들어, 1차 권선 L1_1의 극성과 반대인) 1차 권선 L1_3과의 유도 결합에 기초하여 제 1 방향에서 2차 권선 L2_3을 통해 바이어스 전류 IB3를 유도하기 시작한다. (예를 들어, 변압기 T3의 인덕턴스에 기초하여) 시간 t3에 바로 후속하는 시간에, 조셉슨 접합 J1_3에 의해 제공되는 SFQ 펄스와 조합된 바이어스 전류 IB3의 크기는 조셉슨 접합 J2_3의 임계 전류를 초과하며, 따라서 조셉슨 접합 J2_3을 트리거하기에 충분하게 된다. 결과적으로, 조셉슨 접합 J2_3은 출력 인덕터 LOUT에 의해 통합되는 스토리지 인덕터 LS _3에 전류 펄스 IP3를 생성하고, 조셉슨 접합 J1_ 4을 트리거하기 위해 제 4 스테이지로 전파하는 SFQ 펄스를 생성한다.
또한, 시간 t3에서, 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 양의 부분이 시작하고, 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 음의 피크는 시간 t4에서 발생한다. 따라서, 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ는 (예를 들어, 1차 권선 L1_2의 극성과 반대인) 1차 권선 L1_4과의 유도 결합에 기초하여 제 1 방향에서 2차 권선 L2_ 4을 통해 바이어스 전류 IB4를 유도하기 시작한다. (예를 들어, 변압기 T4의 인덕턴스에 기초하여) 시간 t4에 바로 후속하는 시간에, 조셉슨 접합 J1_4에 의해 제공되는 SFQ 펄스와 조합된 바이어스 전류 IB4의 크기는 조셉슨 접합 J2_4의 임계 전류를 초과하며, 따라서 조셉슨 접합 J2_4을 트리거하기에 충분하게 된다. 결과적으로, 조셉슨 접합 J2_ 4은 출력 인덕터 LOUT에 의해 통합되는 스토리지 인덕터 LS _4에 전류 펄스 IP4를 생성하고, 조셉슨 접합 J1_1을 트리거하기 위해 제 1 스테이지로 전파하는 SFQ 펄스를 생성한다.
또한, 시간 t4에서, 동상 AC 입력 신호 ACI의 음의 부분이 시작한다. 따라서, 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ를 변환하는 프로세스는 상술한 바와 같이 시간 t4이 시간 t0에 상당하도록 반복한다. 따라서, 조셉슨 접합 J1_1, J2_1, J1_2, J2_2, J1_3, J2_3, J1_4, 및 J2_ 4은 J2_1, J2_2, J2_3, 및 J2_4의 트리거링에 각각 응답하여 전류 펄스 IP1, IP2, IP3, 및 IP4를 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ의 주파수에 기초하여 출력 인덕터 LOUT에 연속적으로 제공하기 위해 자속 셔틀 루프(52) 주위에 SFQ 펄스를 전파하도록 순차적으로 트리거할 수 있다. 결과적으로, 출력 인덕터 LOUT는 DC 출력 신호 IDC를 제공하도록 전류 펄스 IP1, IP2, IP3, 및 IP4를 통합할 수 있다.
조셉슨 AC/DC 변환기(50)는 도 2의 예로 제한되는 것으로 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예로서, AC 입력 신호는 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ로서 구현되는 것으로 제한되지 않고, 대신에 단일 정현파 신호일 수 있다. 다른 예로서, 자속 셔틀 루프(52)는 AC 입력 신호의 양 및 음의 부분을 수용하기 위한 두 스테이지의 임의의 배수와 같이 4개의 스테이지(54, 56, 58, 및 60)보다 많거나 적은 것을 포함할 수 있다. 추가적으로, 도 2의 예가 90°간격의 각각에서 바이어스 전류 IB1, IB2, IB3 및 IB4를 순차적으로 제공하기 위해 각각의 반대 극성으로 제공되는 동상 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACI 및 ACQ를 보여주지만, AC 입력 신호의 다른 배치는 90°간격의 각각에서 바이어스 전류 IB1, IB2, IB3 및 IB4를 제공하기 위해 구현될 수 있다. 예를 들어, 조셉슨 AC/DC 변환기(50)는 위상이 서로 90°다른 4개의 별도의 AC 입력 신호를 구현할 수 있으며, 변압기 T1 내지 T4는 모두 동일한 극성을 갖는다. 더욱이, 다른 타입의 AC 신호는 구형파 신호 및/또는 서로에 대해 별도의 주파수를 갖는 신호와 같은 DC 출력 신호 IDC를 제공하기 위해 구현될 수 있다. 또 다른 예로서, 스테이지(54, 56, 58, 및 60)는 도 2의 예에 제공된 배치로 제한되지 않고, 대신에 조셉슨 접합 J1 및 J2, 인덕터 LX 및 LY, 변압기 변압기 T1 내지 T4, 및/또는 스토리지 인덕터 LS에 대해 상이한 물리적 배치를 가질 수 있다. 따라서, 조셉슨 AC/DC 변환기(50)는 다양한 방식으로 구성될 수 있다.
도 2의 예에서 알 수 있듯이, 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ는 각각 변압기 T1, T2, T3, 및 T4의 1차 권선 L1_1, L1_2, L1_3, 및 L1_4를 통과하는 것으로 보인다. 그러나, 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ는 예를 들어 복수의 장치를 위한 AC/DC 변환을 제공하는 것과 같이 복수의 조셉슨 AC/DC 변환기에 제공될 수 있다.
도 4은 초전도 회로 시스템(150)의 예를 도시한다. 예로서, 초전도 회로 시스템(150)은 양자 메모리 또는 처리 시스템과 같은 임의의 다양한 양자 컴퓨팅 응용에서 구현될 수 있다. 초전도 회로 시스템(150)은 N이 양의 정수인 복수의 N개의 장치(152)를 포함한다. 장치(152)의 각각은 각각의 DC 전류 IDC_1 내지 IDC_N로서 도 4의 예에서 보여지는 각각의 DC 신호를 수신한다. 예로서, DC 신호 IDC_1 내지 IDC_N는 장치(152)를 구동하기 위해 전력 신호 또는 드라이버 신호로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 장치(152)는 각각 판독 및 기록 전류를 메모리 셀의 어레이에 제공하는 것과 같이 각각의 메모리 드라이버에 대응할 수 있다.
초전도 회로 시스템(150)은 또한 AC 입력 신호를 DC 신호 IDC_1 내지 IDC_N로 변환하도록 구성되는 각각의 복수의 조셉슨 AC/DC 변환기(154)를 포함한다. 도 4의 예에서, AC 입력 신호는 도 2 및 3의 예에서 보여지는 바와 같이 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ로서 보여진다. 예로서, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)의 각각은 도 2의 예에서의 조셉슨 AC/DC 변환기(50)와 실질적으로 유사하게 구성될 수 있다. 따라서, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)는 각각 출력 인덕터를 통해 각각 DC 출력 신호 IDC_1 내지 IDC_N로 통합되는 전류 펄스를 생성하기 위해 루프 주위에 SFQ 펄스를 전파하도록 실질적으로 동일하게 각각 구성되는 4개의 스테이지를 포함하는 자속 셔틀 루프를 각각 포함할 수 있다. 조셉슨 AC/DC 변환기(154)는 또한 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ를 DC 신호 IDC_1 내지 IDC_N로 변환하기 위해 조셉슨 AC/DC 변환기(154)의 동작을 초기화하도록 조셉슨 AC/DC 변환기(154)에 제공될 수 있는 초기화 신호 INTL를 수신하는 것으로 보여진다. 도 4의 예에서, 모든 조셉슨 AC/DC 변환기(154)가 DC 출력 신호 IDC_1 내지 IDC_N를 생성하도록 함께 동작하도록 동일한 초기화 신호 INTL는 조셉슨 AC/DC 변환기(154)의 각각에 제공된다. 그러나, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)가 DC 출력 신호 IDC_1 내지 IDC_N의 조합을 제공하기 위해 독립적으로 제어될 수 있도록 조셉슨 AC/DC 변환기(154)의 각각은 별도의 초기화 신호 INTL를 제공할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 추가적으로, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)가 도 4의 예에서 병렬로 배치되지만, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)는 대신에 증가된 크기를 가진 단일 DC 출력 신호를 총괄하여 생성하는 것과 같이 직렬로 배치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
따라서, 상술한 바와 유사하게, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)는 저항기가 없다는 것에 기초하여 전력 효율적인 방식으로 동상 AC 입력 신호 ACI 및 직교 위상 AC 입력 신호 ACQ를 DC 신호 IDC_1 내지 IDC_N로 변환하도록 동작할 수 있다. 따라서, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)의 각각에서 자속 셔틀 루프의 주위에 전파하는 SFQ 펄스를 유지하기 위해 추가적인 전력이 소산되지 않도록 조셉슨 AC/DC 변환기(154)만이 각각의 DC 신호 IDC_1 내지 IDC_N를 장치(152)에 제공하기 위해 전류 펄스를 통해 전력을 소산한다. 게다가, 전형적인 저항 기반 DC 전원과 반대되는 바와 같이, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)는 정적 전력 소산으로부터 실질적으로 열을 생성할 수 없다. 따라서, 조셉슨 AC/DC 변환기(154)는 초전도 회로 시스템(150)에서 효율적이고 효과적으로 동작할 수 있다.
상술한 구조적 및 기능적 특징을 고려하여, 본 발명의 다양한 양태에 따른 방법은 도 5를 참고로 하여 더 잘 이해될 것이다. 설명의 단순화를 위해, 도 5의 방법은 연속적으로 실행하는 것으로 도시되고 설명되었지만, 본 발명에 따르면, 일부 양태가 본 명세서에서 도시되고 설명된 것과 상이한 순서 및/또는 다른 양태와 동시에 발생할 수 있을 때 본 발명은 도시된 순서에 의해 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 도시된 모든 특징은 본 발명의 양태에 따른 방법을 구현하는데 필요치 않을 수 있다.
도 5는 AC 입력 신호(예를 들어, AC 입력 신호 AC)에 기초하여 DC 출력 신호(예를 들어, DC 출력 신호 IDC)를 제공하기 위한 방법(200)의 예를 도시한다. (202)에서, 초기화 바이어스 전류(예를 들어, 초기화 바이어스 전류 IB _IN)는 복수의 스테이지(예를 들어, 스테이지(54, 56, 58, 및 60))를 포함하는 자속 셔틀 루프(예를 들어, 자속 셔틀 루프(16))에 제공된다. (204)에서, 복수의 스테이지의 각각과 유도 결합되는 AC 입력 신호가 제공된다. (206)에서, 출력 인덕터(예를 들어, 출력 인덕터 LOUT)를 통해 DC 출력 신호를 생성하도록 자속 셔틀 루프 주위에 SFQ 펄스를 순환시키기 위해 AC 입력 신호의 주파수에 기초하여 복수의 스테이지의 각각과 관련된 조셉슨 접합(예를 들어, 조셉슨 접합 J2)이 순차적으로 트리거된다.
상술한 것은 본 발명의 예이다. 물론, 본 발명을 설명하기 위해 구성 요소 또는 방법의 모든 가능한 조합을 설명하는 것은 불가능하지만, 당업자는 본 발명의 많은 추가적인 조합 및 치환이 가능하다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항을 포함하여 본 출원의 범위 내에 있는 모든 변경, 수정 및 변형을 포함하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. AC/DC 변환기 시스템으로서,
    AC 입력 신호와 유도 결합되는 자속 셔틀 루프; 및
    상기 AC 입력 신호에 응답하여 순차적으로 트리거하고, 출력 인덕터를 통해 제공되는 DC 출력 신호를 생성하는 자속 셔틀 루프 주위에서 순차적으로 이동하는단자속 양자(SFQ) 펄스를 제공하도록 구성되는 자속 셔틀 루프에 대해 이격된 복수의 조셉슨 접합
    을 포함하는 AC/DC 변환기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자속 셔틀 루프는 상기 AC 입력 신호와 상기 자속 셔틀 루프를 유도 결합하도록 구성된 복수의 변압기를 더 포함하고, 상기 AC 입력 신호는 상기 복수의 변압기의 각각의 2차 권선에서 바이어스 전류를 유도하도록 상기 복수의 변압기의 각각의 1차 권선을 통해 제공되는 AC/DC 변환기 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 AC 입력 신호의 제 2 극성 부분이 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 2차 권선에서 제 1 방향으로 바이어스 전류를 유도하고, 상기 AC 입력 신호의 제 1 극성 부분이 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 2차 권선에서 상기 제 1 방향으로 바이어스 전류를 유도하도록 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 각각의 1차 권선은 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 1차 권선에 대해 반대 극성을 갖는 AC/DC 변환기 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 AC 입력 신호는 동상 AC 입력 신호 및 직교 위상 AC 입력 신호를 포함하는 AC/DC 변환기 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 자속 셔틀 루프는 상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호의 각각과 상기 자속 셔틀 루프를 유도 결합하도록 구성된 복수의 변압기를 더 포함하고, 상기 동상 AC 입력 신호는 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 2차 권선에서 바이어스 전류를 유도하기 위해 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 1차 권선을 통해 제공되며, 상기 직교 위상 AC 입력 신호는 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 2차 권선에서 바이어스 전류를 유도하기 위해 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 1차 권선을 통해 제공되는 AC/DC 변환기 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 자속 셔틀 루프는 상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호의 각각과 상기 자속 셔틀 루프를 유도 결합하도록 구성된 복수의 변압기를 더 포함하고, 상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호는 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 2차 권선에서 바이어스 전류를 유도하기 위해 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 1차 권선을 통해 제공되고, 상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호는 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 2차 권선에서 바이어스 전류를 유도하기 위해 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 1차 권선을 통해 제공되고, 그리고
    상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호의 각각의 제 2 극성 부분이 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 2차 권선에서 제 1 방향으로 바이어스 전류를 유도하고, 상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호의 각각의 제 1 극성 부분이 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 2차 권선에서 제 1 방향으로 바이어스 전류를 유도하는 AC/DC 변환기 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자속 셔틀 루프는 초기화 변압기의 1차 권선을 통해 제공되는 초기화 신호에 응답하여 상기 자속 셔틀 루프에 초기화 바이어스 전류를 제공하도록 구성되는 2차 권선을 갖는 초기화 변압기를 더 포함하는 AC/DC 변환기 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 자속 셔틀 루프는 복수의 스테이지를 포함하며, 상기 복수의 스테이지의 각각은 복수의 조셉슨 접합과, 상기 AC 입력 신호와 상기 복수의 스테이지의 각각의 스테이지를 유도 결합하도록 구성된 변압기를 포함하고, 상기 복수의 스테이지 중 제 1 스테이지에서 상기 SFQ 펄스를 통해 생성된 전류 펄스가 상기 초기화 변압기의 2차 권선을 통해 상기 복수의 스테이지 중 제 2 스테이지에 제공되도록 상기 복수의 스테이지 중 제 1 스테이지는 상기 초기화 변압기를 포함하는 AC/DC 변환기 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 자속 셔틀 루프는 복수의 스테이지를 포함하며, 상기 복수의 스테이지의 각각은
    상기 AC 입력 신호의 유도 결합에 기초하여 바이어스 전류를 생성하도록 구성된 변압기;
    상기 바이어스 전류에 응답하여 전류 펄스를 생성하기 위해 트리거하도록 구성된 조셉슨 접합; 및
    상기 복수의 스테이지의 각각의 스테이지를 상기 출력 인덕터와 상호 접속하고, 상기 전류 펄스를 상기 출력 인덕터에 제공하도록 구성되는 스토리지 인덕터
    를 포함하는 AC/DC 변환기 시스템.
  10. 제 1 항의 복수의 AC/DC 변환기 시스템을 포함하는 초전도 회로 시스템으로서,
    상기 복수의 AC/DC 변환기 시스템은 각각의 복수의 DC 출력 신호를 생성하도록 구성되는 초전도 회로 시스템.
  11. AC 입력 신호에 기초하여 DC 출력 신호를 제공하기 위한 방법으로서,
    복수의 스테이지를 포함하는 자속 셔틀 루프에 초기화 바이어스 전류를 제공하는 단계;
    상기 복수의 스테이지의 각각과 유도 결합되는 상기 AC 입력 신호를 제공하는 단계; 및
    출력 인덕터를 통해 상기 DC 출력 신호를 생성하기 위해 상기 자속 셔틀 루프 주위에서 단자속 양자(SFQ) 펄스를 순환하도록 상기 AC 입력 신호에 응답하여 상기 복수의 스테이지의 각각과 관련되는 조셉슨 접합을 순차적으로 트리거하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 AC 입력 신호를 제공하는 단계는 복수의 변압기의 각각의 2차 권선에서 바이어스 전류를 유도하도록 상기 복수의 변압기의 각각의 변압기와 각각 관련되는 상기 복수의 변압기의 각각의 1차 권선에 상기 AC 입력 신호를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 1차 권선에 상기 AC 입력 신호를 제공하는 단계는
    상기 AC 입력 신호의 제 1 극성 부분에 응답하여 제 1 방향으로 상기 2차 권선에 상기 바이어스 전류를 유도하도록 상기 AC 입력 신호를 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 각각의 상기 1차 권선에 제공하는 단계; 및
    상기 AC 입력 신호의 제 2 극성 부분에 응답하여 상기 제 1 방향으로 상기 2차 권선에 상기 바이어스 전류를 유도하도록 상기 AC 입력 신호를 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 각각의 상기 1차 권선에 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 AC 입력 신호를 제공하는 단계는 동상 AC 입력 신호 및 직교 위상 AC 입력 신호를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 자속 셔틀 루프에서 바이어스 전류를 유도하기 위해 초기화 변압기의 1차 권선을 통해 DC 초기화 신호를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 DC 초기화 신호를 제공하는 단계는 복수의 AC/DC 변환기의 각각과 관련된 자속 셔틀 루프에 DC 초기화 신호를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 AC 입력 신호를 제공하는 단계는 상기 AC 입력 신호를 상기 복수의 AC/DC 변환기의 각각에 제공하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 스테이지의 각각과 관련되는 조셉슨 접합을 순차적으로 트리거하는 단계는 상기 복수의 AC/DC 변환기의 각각과 관련된 출력 인덕터를 통해 DC 출력 신호를 생성하기 위해 상기 복수의 AC/DC 변환기의 각각과 관련된 상기 자속 셔틀 루프의 상기 복수의 스테이지의 각각과 관련되는 조셉슨 접합을 순차적으로 트리거하는 단계를 포함하는 방법.
  17. AC/DC 변환기 시스템으로서,
    복수의 스테이지를 포함하고, AC 입력 신호를 수신하도록 구성된 자속 셔틀 루프를 포함하며, 상기 복수의 스테이지의 각각은
    상기 복수의 스테이지의 각각의 스테이지에 대한 상기 AC 입력 신호의 유도 결합에 기초하여 바이어스 전류를 생성하도록 구성된 변압기;
    상기 바이어스 전류에 응답하여 단자속 양자(SFQ) 펄스를 제공하기 위해 트리거하도록 구성되는 조셉슨 접합;
    출력 인덕터와 상호 연결되고, 상기 SFQ 펄스에 응답하여 전류 펄스 출력을 제공하도록 구성되는 스토리지 인덕터; 및
    상기 스토리지 인덕터의 각각에 결합되고, 상기 스토리지 인덕터의 각각으로부터 순차적으로 제공되는 수신된 전류 펄스 출력에 기초하여 DC 출력 신호를 제공하도록 구성되는 출력 인덕터
    를 포함하는 AC/DC 변환기 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    복수의 위상의 각각과 관련된 상기 조셉슨 접합이 상기 자속 셔틀 루프 주위에 상기 SFQ 펄스를 제공하기 위하여 순차적으로 트리거하도록 구성되도록 상기 복수의 위상의 각각과 관련된 상기 변압기는 상기 AC 입력 신호의 주파수에 기초하여 상기 복수의 스테이지의 각각을 통하여 순차적으로 바이어스 전류를 생성하도록 구성되는 AC/DC 변환기 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 AC 입력 신호는 동상 AC 입력 신호 및 직교 위상 AC 입력 신호를 포함하고, 상기 동상 AC 입력 신호는 상기 복수의 스테이지의 제 1 부분의 각각에서의 상기 변압기의 2차 권선에 상기 바이어스 전류를 유도하기 위해 상기 복수의 스테이지의 제 1 부분의 각각에서의 상기 변압기의 1차 권선을 통해 제공되며, 상기 직교 위상 AC 입력 신호는 상기 복수의 스테이지의 제 2 부분의 각각에서의 상기 변압기의 2차 권선에 상기 바이어스 전류를 유도하기 위해 상기 복수의 스테이지의 제 2 부분의 각각에서의 상기 변압기의 1차 권선을 통해 제공되는 AC/DC 변환기 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 AC 입력 신호는 동상 AC 입력 신호 및 직교 위상 AC 입력 신호를 포함하고, 상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호는 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 2차 권선에서 바이어스 전류를 유도하기 위해 상기 복수의 변압기의 제 1 부분의 1차 권선을 통해 제공되고, 상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호는 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 2차 권선에서 바이어스 전류를 유도하기 위해 상기 복수의 변압기의 제 2 부분의 1차 권선을 통해 제공되고, 그리고
    상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호의 각각의 제 2 극성 부분이 상기 복수의 스테이지의 제 2 부분의 각각에서의 상기 변압기의 2차 권선에서 제 1 방향으로 바이어스 전류를 유도하고, 상기 동상 AC 입력 신호 및 상기 직교 위상 AC 입력 신호의 각각의 제 1 극성 부분이 상기 복수의 스테이지의 제 1 부분의 각각에서의 상기 변압기의 2차 권선에서 제 1 방향으로 바이어스 전류를 유도하는 AC/DC 변환기 시스템.
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