SE512591C2 - Anordning och förfarande avseende digital information - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 521 2 kretsfamilj utvecklats. Denna är baserad pà integrerade supraledande kretsar och utnyttjar Josephson-övergångar. Josephson- övergàngs-teknologierna som sådana har befunnits vara fördelaktiga för digitala switchningshastigheten för Josephson-övergångar är~mycket hög såsom omkring ett fåtal pico-sekunder. Dessutom är effektförbrukningen låg och jämfört med halvledartransistorer för motsvarande anordningar. tillämpningar bl a eftersom den inneboende framställningsteknologierna är enkla I "RSFQ Logic/Memory Family: A New Josephson-Junction Technology for Sub-Teraherz-Clock-Frequency Digital Systems" av K.K. Likharev och V.K. Semenov i IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol 1, No 1, mars 1991 presenteras en snabb singelflödeskvantum- (RSFQ) singelflödeskvanta där varje digital informationsbit representeras av ett singelflödeskvantum eller en fluxon. Därför utsätts den lätt, speciellt vid högre frekvenser, för bitfel och SFQ-till-DC- kretsfamilj där logiken är baserad på behandling av omvandlare behövs som ingàngs/utgàngsinterface för ett RSFQ-chip. syftet att spänningsnivàer till SFQ-pulser och vice versa. fullständigt RSFQ-logiken magnetfältsskärmning som är bättre ju större kretsen är för att tillhandahålla skärmning från yttre magnetfält.

Dessa omvandlare tjänar konvertera digitala Kretsen är supraledande och kräver en I “SAIL High Temperature Superconductor Digital LOGIC: Improvements and Analyses" av S.M. Schwarzbek et al in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 3 No 1, Mars 1993, är ett annat SQUID-baserat schema, en s k gruppserie-interferometerlogik (SAIL) beskriven. Denna logik har likheter med CMOS men är behäftad med den nackdelen att den inte är tillräckligt snabb för att kunna tävla med de snabbaste (vid rumstemperatur) halvledande logiska kretsarna.

Dessutom är fluxflödestransistorbaserad logik (SFFT) attraktiv i det att den kompletterar fälteffekttransistor-(FET) logik men den är i sig långsam jämfört med RSFQ-logiken och dessutom är gl 10 15 20 25 30 35 512 591 3 effektförbrukningen flera storleksordningar högre.

Dessutom är singelflödeskvanta-(SFQ) baserade kretsar kända där Emellertid används då sammankopplingen av SFQ:na används som digitala bärare. resistorer för aktiva element.

Kretsparametrarna för dessa anordningar har mycket små marginaler.

Den ovan nämnda RSFQ-logiken lämnar, även om den är jämförelsevis snabb och har en jämförelsevis låg effektförbrukning, mycket att önska bl a vad det gäller hastighets- och vad det gäller effektförbrukning. Dessutom kräver element som är baserade på denna logik ytterligare utrustning för anpassning exempelvis till halvledarkretsar eftersom digitala spänningsnivåer måste konverteras till SFQ-pulser och vice versa.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Därför behövs en logisk kretsanordning genom vilken en ännu högre arbetsfrekvens möjliggöres. Dessutom behövs en logisk kretsanornding där effektförbrukningen kan reduceras ytterligare.

Dessutom behövs en logisk kretsanordning som lätt kan anpassas till exempelvis logiska halvdelarkretsar, speciellt utan att kräva ytterligare komponenter.

Generellt behövs en logisk kretsanordning som är snabb, lätt och billig att framställa och som lätt kan kombineras med andra kretsar eller kretsanordningar av samma eller av andra slag.

Därför tillhandahâlles en logisk kretsanordning såsom inledningsvis hänvisats till som innefattar ett antal Josephson-övergångar vilka är så anordnade att ömsesidig faslåsning mellan Josephson- övergångarna utnyttjas för att tillhandahålla en utgångssignal där följd av singelflödeskvanta används som digitala informations- bärare. Den logiska digitala informationen representeras som spänningsnivåer (i likhet med i halvledarlogik) som underlättar anpassning till halvledarkretsar. Spänningsnivåskillnaden bestäms WHWHWU\\W“WHWWWlWWWWMMW¶WMWHI IHWW HMm\WWmWmmmwm\mWMw\»\w¶u mmmmmWm»wm«wwm 10 15 20 25 30 35 512 591 4 här av den supraledande parenergin som ges av Igg-produken för de använda Josephson-övergàngarna som är shuntade eller ickelàsande, dvs överdämpande till skillnad från i halvledarlogik där spänningsniváskillnaderna bestäms av det elektroniska bandgapet.

Detta gör anordningarna i. enlighet med föreliggande uppfinning enkla att ansluta till halvledarkretsar. för att logiska Speciellt, åstadkomma en ännu snabbare operation för de kretsanordningarna kan Josephson-övergàngarna anslutas direkt, dvs utan att de kräver några konverterande anordningar osv. tillhandahállna (anslutna) till kretsanordningen. eller speciellt till varje logiskt element i Speciellt kan spänningsförsörjningsmedel vara vilka supraledande, fördelaktigt är kretsanordningen för att åstadkomma en standardutspänning. I enlighet med flera fördelaktiga utföringsexempel kan det logiska kretselementet bestå av ett AND-element, ett OR-element respektive ett NOT-element eller Fördelaktigt användes supraledande signalingångs/utgångsmedel vilka även mera varje kombination därav. speciellt kan vara högtemperatursupraledande. Ytterligare fördelaktiga utföringsexempel ges av de vidhängande underkraven.

Dessutom anges en anordning för behandling av digital information såsom till. innefattar supraledare,i.ett ytterst fördelaktigt:utföringsexempel inledningsvis hänvisats Ingångs/utgángsmedlen högtemperatursupraledare, och till varje logiskt element är ett spänningsmatningsmedel anslutet för att förse varje krets eller logiskt element med väsentligen samma spänning och där varje logiskt element eller krets innefattar ett antal Josephson- övergångar vilka är så anordnade att via faslàsning av flödeskvanta mellan två eller flera Josephson-övergångar àstadkommes utgàngssignaler, där typen av signalen ges av de speciella Josephson-övergángarna som är involverade i faslàsningen.

Josephson-övergàngarna är shuntade och en följd av fluxoner (åtminstone två) agerar som digitala bärare. Effekten av ömsesidig faslàsning mellan Josephson-övergàngarna utnyttjas, detta beskrivs 10 15 20 25 30 35 512 591 5 ytterligare i ANK. Jaine, K.K. Likharev, J.E. Lukens et al, i "Mutual Phase-Looking in Josephson Junction Arrays", Phys. Report., 109, 1984, sid. ömsesidig faslåsning kräver intrinsiskt fler än en SFQ-puls och därför används en följd av fluxoner, där minimum är två fluxoner. Fysiskt 309-426, som inkorporeras häri. kan varje Josephson-övergång ses som en frekvensoscillator och när tvà eller flera av sagda oscillatorer samverkar, ger detta upphov till ett ömsesidigt faslåst tillstånd. Digital information presenteras som ett av ett antal olika dynamiska tillstànd (speciellt två) som är karaktäristiska för det givna slaget av information. För att utnyttja faslásningen behövs fler än en fluxon som diskuterats ovan. Faslásning som sådan representerar ett komplicerat dynamiskt tillstànd och för att åstadkomma en fördelaktigt (supraledande) spänningsmatningsmedel. I enlighet med föreliggande uppfinning används således olika dynamiska tillstånd för att presentera olika slag av digital information. standardutspänning, används Fördelaktigt avser uppfinningen en logisk kretsanordning som innefattar ett stort antal logiska element i vilken önskad kombination som helst och speciellt avser de storskaliga integrerade kretsar (LSI) eller mycket storskaliga integrerade kretsar (VLSI).

I själva verket anger uppfinningen en helt ny supraledande logisk familj genom vilken väsentligen vilket logiskt element som helst kan byggas eller tillhandahållas likväl som vilken kombination som helst av logiska element.

Det är en fördel med uppfinningen att anordningarna är lätta att anpassa till bl a handledarkretsar eftersom logisk, digital information i båda fallen representeras som spänningsnivàer.

Det är också en fördel med föreliggande uppfinning att den möjliggör en hög maximum-arbetsfrekvens som exempelvis kan vara omkring 200 GHz eller t o m mera.

IW IHM www-u www» »Nunn mmm HN HHW fl H1 HIIH “'W|W :||Wi j! 'I HIH THN l W Nïšïf 10 15 20 25 30 35 512 591 En annan fördel med uppfinningen är att effektförbrukningen per logiskt element är mycket låg såsom exempelvis av storleksordningen omkring l0*J.

En annan fördel är att logiken är mindre känslig för externa magnetiska fält än exempelvis RSFQ-kretsar. Således är logiska kretsanordningar i enlighet med uppfinningen enklare och kräver mindre hitintills kända kretsanordningar vilket är speciellt fördelaktigt för stora kretsar komplicerad magnetisk skärmning än och t o m mycket stora kretsar (LSI respektive VLSI).

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer i det följande att ytterligare beskrivas på ett icke begränsande sätt under hänvisning till bifogade figurer i vilka: FIG 1 schematiskt illustrerar ett logiskt NOT-element, FIG 2 illustrerar ett diagram över simuleringsresultat för ett NOT-element som illustrerar in- och utspänningar som en funktion av switchningstiden, FIG 3a illustrerar simuleringsresultat för inspänningar som en funktion av tiden, FIG 3b illustrerar utspänningen motsvarande inspänningen i figur 3a, och FIG 4 schematiskt illustrerar en ekvivalent krets för ett OR/AND-element.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Den logiska familjen såsom föreslagen genom föreliggande uppfinning innefattar logiska kretsanordningar som.kan innefatta olika logiska element såsom s k NOT-element, OR-element och AND-element likväl 10 15 20 25 30 35 512 591 7 som vilken som helst kombination av dessa. Sådana logiska element eller logiska kretsanordningar innefattar singelflödeskvanta vilka i det följande hänvisas till såsom SFQ-kretsar. Dessa samplas vid ingång/utgång för att producera DC-spänningar. Generellt har dessa logiska kretsanordningar eller logiska element de fördelar (åtminstone) vad det gäller hastighet och låg effektförbrukning som RSFQ-kretsar såsom hänvisats till ovan har och dessutom har de fördelarna med Josephson-transmissionsledare, åtminstone i de fall när ingångs/utgångsmedeln innefattar supraledare, vad det gäller SFQ-energiförstärkning och brusdiskriminering. Vid jämförelsevis lågfrekventa tillämpningar kan som ett alternativ till Josephson- transmissionsledare supraledande mikrostripledare användas vilket kommer att diskuteras nedan.

Samplingen av ett tillräckligt stort antal SFQ-pulser (antalet kommer att diskuteras ytterligare nedan) gör anordningarna robusta, bitfelsrat (BER) handledarspänningstillståndslogik har och de är också lätt dvs de har en låg jämfört med vad anpassningsbara till halvledarkretsar såsom diskuterats ovan.

Logikens hastighet definieras genom det minsta antalet fluxoner som behövs, exempelvis två eller tre (n=2-3) som skall samplas av ett element som skall nå (eller switchas till) en stabil spänningsnivå.

Dessutom kan den kritiska strömmen för Josephson-övergångarna reduceras eftersom informationen lagras i form av en spänning.

Ibland råder det en motsägelse mellan en låg bitfelsrat (BER) och hastighet, men eftersom de supraledande Övergångarna, eller i speciellt fördelaktiga utföringsexempel, högtemperatursupraledande Josephson-övergångar, Igg-värdet är högt, spelar det ingen roll att hastigheten sänks något ibland för att kunna åstadkomma en ännu lägre BER. IJQ-värdet eller, -produkten är den kritiska strömmen gånger den normala resistiviteten vilket betyder resistiviteten under normala förhållanden. Arbetsfrekvensen för ett logiskt element eller en logisk kretsanordning kan vara omkring Iggóg*/n eller ungefärligen 200 GHz eller t o m mer, speciellt för HTS- baserade kretsar. Detta är exempelvis mycket högre än för SAIL- logiken som hänvisades till ovan och det faktum att fördelaktigt 'r M IIH 'W “NM Hrn w fvmr www x \"| '|"H H VV) 'I HH W H MHIHHW) W\Hm mnzux WHWUWWWÄNHV ï\WM 10 15 20 25 30 35 512 591 8 användes direkta anslutningar, vilket betyder att inga transformatorer behövs mellan Josephson-övergångarna i de logiska SFQ-elementen, bidrar också till att ge en hög hastighet. Således anges en spänningstillståndslogik som är baserad på sampling av singelflödeskvanta eller fluxoner vilka är faslåsta mellan SFQ- kretsarnas signalingångs- och signalutgångsmedel.

Figur 1 illustrerar en ekvivalent krets av en logisk kretsanordning i enlighet med uppfinningen som består av ett NOT-element. NOT- elementet innefattar signalingångsmedel l och signalutgångsmedel 2. Fördelaktigt består ingàngs- respektive utgångsmedlen 1, 2 av Josephson-transmissionsledare även om de för förhållandevis låga exempelvis kan supraledande ett ytterst fördelaktigt utföringsexempel frekvenser bytas ut mot mikrostripledare. I innefattar Josephson-transmissionledarna hög - temperatursupra- ledande material även om detta inte är nödvändigt. J1,.L indikerar signalingångs- Josephson-övergångarna som är anslutna till respektive utgångsmedlen 1,2. Ett spänningsförsörjningssmedel 3 matar Josephson-övergångenig med en separat supraledande standardspänning och får den att generera motsvarande Josephson- frekvens vilket försörjningsmedlen (anslutna till en spänningskälla som exempelvis innefattar en konventionell supraledande kabling med en Josephson- övergång Det faktum att komplicerad design i själva verket krävs är en ytterligare fördel med föreliggande uppfinning. Ett aktivt kretsmedel som bildar en är en väsentlig egenskap. Spännings- exempelvis i slutet därav). ingen interferometer innefattar kfl. a Josephson-övergångarna J2,J3 och induktorn L1 som förhindrar penetrering av fluxoner från signalutgångsspänningsmedlen 2 till signalingångsspänningsmedlen.

Fördelaktigt är alla Josephson-övergångarna som är indikerade i figuren biaserade med DC-strömmar (på i sig känt sätt) vilket emellertid inte visas i figuren. Också induktorn Lu biaseras med en DC-ström. Om de frekvenser som behövs är speciellt höga eller de högsta tillgängliga frekvenserna, kan Josephson-övergångarna JU J, ses som en fortsättning på ingång/utgångsmedlen eller speciellt på Josephson-transmissionsledarna (JTL) om sådana används vilket i 10 15 20 25 30 35 512 591 9 praktiken betyder att de helt enkelt kan ses som delar av Josephson-transmissionsledarna 1,2.

Emellertid fungerar NOT-elementet i enlighet med uppfinningen på följande sätt: biaseringsströmmen för Josephson-övergången Jfi i allmänhet används Biaseringsströmmen I3 (som betyder samma siffra för en Josephson-övergång och dess biaseringsström) är tillräckligt stor för att generera en spänning vid utgången från den logiska kretsanordningen, här speciellt NOT-elementet, i frånvaro av någon inspänning som motsvarar en logisk "0:a".

Spänningsförsörjningsmedlen 3 matar Josephson-överången J5 med en standardspänning och får den att generera motsvarande Josephson- frekvens såsom nämnts ovan. ömsesidig faslåsning (som beskrivet i referensen som hänvisats till ovan "Mutual Phase Looking in Josephson Junction Arrays") mellan oscillationer i Josephson- övergången J5 och oscillationerna i utgångsövergångarna Jz och J3 åstadkommes av resistorn R2 som är ansluten mellan spänningsförsörjningsmedlen 3 och utgàngsmedlen 2. Detta samplas eller läses som en standardspänning som svarar emot logisk "lza" på utgången från NOT-elementet. Induktorn LI förhindrar en penetrering av fluxonerna ifrån utgången till ingången såsom också diskuterats ovan.

En ingångsspänning (logisk “l:a") genom länken Ryda producerar ett fasskifte i interferometern som bildas av J2,J3och IQ och Switchar den till nollspänningstillståndet som ger en logisk nolla "O" på utgången. Den snabba switchningen åstadkommes genom SFQ-samverkan genom induktorn L1 och resistorn RI.

Av illustrativa skäl kommer några exempel på värden att ges (för ett speciellt utföringsexempel) på resistorerna, induktorerna osv.

Resistorn Rzkan exempelvis ha en resistans på 109 och induktorerna L1 och Lzkan ha induktanser på 3.9pH. Såsom hänvisats till ovan biaseras alla Josephson-övergångar med DC-strömmar vilka.exempelvis kan anta följande värden: I1=O.2mA, I3=O.462mA, I4=0.2mA och induktansen för induktorn LI kan biaseras med strömmen IL=O,l77mA.

IV W WH NH H Mum w 'Il \\\ HHN\w'\ \(wlw 10 15 20 25 30 35 512 591 10 Dessa exempel är givetvis endast givna såsom exempel och ska inte pà något vis tolkas sàsom begränsande för omfånget av föreliggande uppfinning.

Figurerna 2, 3a och 3b visar simuleringsresultat för ett NOT- uppfinningen. De Josephson- övergàngsparametrar som följande: Vc=1mV, Eg=4Q, Ic=0,25mA, ßc=O för alla övergångarna. Den digitala spänningsenheten är O,375mV. Figur 2 indikerar att i själva verket endast två fluxoner behövs för switching och att tidsfördröjningen är omkring element oi enlighet med används är lOps svarandermn:ungefärligen lOOGHz.(mnhögtemperatursupraledande material används för Josephson-övergángarna skulle VC kunna ökas till omkring l0mV som skulle kunna reducera tidsskalan mer eller mindre med en faktor 10 vilket betyder att operationsfrekvensen skulle öka till lTHz. utspänning medan en heldragen linje indikerar inspänning.

I figur 2a betecknar en streckad linje Instantana spänningar för Josephson-Övergångarna för ingång/utgång visas. Varje genomgång betyder en fluxon genom övergången.

Genomsnittsspänningen kan mätas och används för att lagra digital singelflödeskvanta producerar en information. En ström av medelspänning över Josephson-övergàngarna.

Figur 4 illustrerar en ekvivalent krets för ett kombinerat OR- och AND-element. Givetvis tillhandahålles dessa element separat. I detta fall är ßc=O där FÛRMEL 1 2 ßc='ïeICRšC där ßc den kritiska strömmen för övergången, Rn normalresistansen, laddningen och B är Plancks konstant och V¿=1mV (=ICRn). Denna krets är McCumber-parametern, IC C kapacitansen, e elektron- arbetar på ett sätt som är ganska likt för RSFQ-kretsen såsom beskrivits i referensen av Likharev såsom diskuterats ovan. En viktig skillnad är att en förlust (eller vinst) av en singelfluxon 10 15 20 25 30 35 512 591 ll i detta fall inte är viktig eftersom den minimala varaktigheten för en spänningspuls är två eller fler fluxoner. Beroende på värdena på de kritiska strömmarna och biaseringsströmmarna (vilka inte är indikerade i figuren) för övergångarna kan den krets som är illustrerad här arbeta både som ett OR-element och som ett AND- element. Kretsen innefattar första signalingångsmedel la och andra signalingångsmedel lb. Dessutom innefattar den signalutgångsmedel 2. Såsom diskuterats ovan under hänvisning till NOT-elementet kan dessa ingångs- respektive utgángsmedel bestå av ett supraledande material eller speciellt av ett högtemperatursupraledande:material.

Fördelaktigt innefattar de Josephson-transmissionsledare JTL. Den logiska kretsanordningen opererar såsom följer: Om det finns en spänning ("l") på bara ett av ingàngsmedlen la eller lb och motsvarande följe av fluxoner kan switcha Josephson- övergången J3 och således ge en spänning på utgången, bildar det ett OR-element. Om å andra sidan en spänning ("1") behövs ifrån båda ingàngsmedlen la, lb för~ att Josephson-övergången J3 ska switchas, bildar det ett AND-element.

I figur 4 är inte några spänningsförsörjningsmedel motsvarande de i figur 1. Dessa är inte nödvändiga, men à andra sidan kan det vara lämpligt att mata med en spänning via spänningsförsörjningsmedlen också :i detta fall, bland annat för att öka stabiliteten hos elementen och diskussionen ovan som relaterar till spänningsförsörjningsmedlen (3) är relevant också här. Josephson- övergångarna J1, JG är anslutna till de första och andra ingàngsmedlen medan Josephson-övergången JS är ansluten till utgångsmedlen. Om anordningen arbetar som ett OR-element, pålägges en inspänning på den första la eller den andra ingången lb och motsvarande Josephson-övergång åstadkommer en faslåsning till Josephson-övergången J? Om den arbetar som ett AND-element och det finns ingàngssignaler både på de första och de andra ingàngsmedlen la, lb, ger Josephson-övergångarna JU ih och.L en faslåsning till JS.

I HHMMHI I Hm H w I :H II H H H w w nu HW' “U \ H W! \ Hflfiïï! X HW X 1 HW' HHI \ H'| VW 10 15 20 512 591 12 Med de ovan nämnda elementen (AND, OR, NOT) kan praktiskt taget vilket logiskt kretselement som helst byggas.

I enlighet med uppfinningen kan en logisk kretsanordning eller en anordning för behandling av digital information innefatta en stor krets som innefattar olika kombinationer av ovan nämnda element.

Då arbetar fördelaktigt alla delarna av kretsen på en och samma frekvens och denna fås speciellt genom att mata varje krets eller logiskt element med en standardmatningsspänning såsom diskuterats ovan. Således underlättas påtagligt framställningen av stora användning av den logiska familjen enligt kretsar genom föreliggande uppfinning.

Med användning av spänningsförsörjningsmedel (supraledande) och genom utnyttjade av faslåsningen, är det möjligt att stabililsera sådana stora kretsar.

Också i ett antal andra avseenden kan uppfinningen varieras inom ramen för dess omfång.

Claims (32)

l\ 10 15 20 25 30 35 512 591 13 PATENTKRAV

1. Logisk kretsanordning innefattande signalingángsmedel (l;la;lb) och signalutgángsmedel (2) och ett antal singelflödeskvantakretsar innefattande Josephson-övergångar där bärarmedel användes för att bära digital information, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att singelflödeskvantakretsar innefattande Josephson-övergångar samplas på ingången/utgången för att producera DC-spänningar och att ett följe innefattande àtminstone tvâ singelflödeskvanta används som bärarmedel för att bära information och att via faslàsning mellan àtminstone två Josephson-övergångar åtminstone två olika dynamiska tillstånd är tillgängliga av vilka àtminstone ett ger en utgàngssignal.

2. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att Josephson-Övergångarna i singelflödeskvantakretsarna är så anordnade att àtminstone två dynamiska tillstånd är tillgängliga och att åstadkommandet av en utgångssignal ges/bestämmes av mellan faslàsningen Josephson-övergángarna för de olika singelflödeskvantakretsarna_

3. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att ingiven digital information lagras som en spänning.

4. Logisk kretsanordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att en Josephson-övergång är anordnad som ansluter till vardera av ingångs- respektive utgàngsmedlen, mellan vilka kretsmedel innefattande ett antal Josephson-övergångar är anordnade.

5. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , W “W U VW 'H 'W W' *' H! W 10 15 20 25 30 35 512 591 14 att spänningsförsörjningsmedel (3) är anslutna till de aktiva kretsmedlen, till vilka.medel (3) en.ytterligare Jospehson-övergång (J5) är ansluten.

6. Logisk kretsanordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att ingångs/utgångsmedlen (l;la,1b;2) består av supraledare.

7. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att supraledaren är en högtemperatursupraledare (HTS).

8. Anordning enligt något av patentkraven 6-7, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att ingång/utgångsmedlen (l;la,1b;2) består av Josephson- transmissionsledare (JTL).

9. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att spänningsförsörjningsmedlen (3) består av ena konventionell supraledande ledare.

10. Logisk kretsanordning enligt något av patentkraven 6-8, d ä r a v , att ingång/utgångsmedlen (1;la,1b;2) försörjningsmedlen (3) består av en mikrostripledare. k ä n n e t e c k n a d och/eller spännings-

11. ll. Logisk kretsanordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att den innefattar åtminstone ett OR-element.

12. Logisk kretsanordning enligt något av patentkraven 1-10, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att den innefattar ett AND-element. (I 10 15 20 25 30 35 512 591 15

13. Logisk kretsanordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att den innefattar ett element som kan användas som ett AND-element eller ett OR-element där kraven för att producera en utgångssignal ger om det arbetar som ett AND-element eller ett OR-element.

14. Logisk kretsanordning enligt något av patentkraven 11-13, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att den innefattar åtminstone första och andra signalingångsmedel (la, lb).

15. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att för att åstadkomma en utgàngsspänning över utgångsmedlen (2), krävs en inspänning på bara ett av ingångsmedlen (la, lb) som representeras av ett följe av singelflödeskvanta som kan switcha för att åstadkomma en utspänningssignal, och att det opererar som ett OR- en Josephson-övergång (J3) i de aktiva kretsmedlen, element.

16. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att för att åstadkomma en utsignal, krävs insignaler på båda ingångsmedlen (la, lb) och att den arbetar som ett AND-element.

17. Anordning enligt något av patentkraven 11-16, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att åtminstone ett spänningsförsörjningsmedel (3) till vilket en Josephson-övergång (J5) är ansluten, är anslutet till åtminstone ett antal logiska element (AND, OR, NOT) som omfattas av kretsen.

18. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 17, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att en spänning som läggs på via ett första ingångsmedel (la) eller ett andra ingångsmedel (lb) eller via ett första och andra W! \ IH! m| www 'HM 1' 'w w' |'| 'W H I! ”II” 10 15 20 25 30 35 512 591 16 ingångsmedel (la, lb) låser den kvantmekaniska fasdifferensen över för utgångsmedlens Josephson-övergång (JS).

19. Logisk kretsanordning enligt något av patentkraven l-10, d ä r a v , _ (J1,J_,) är respektive utgångsmedlen (l;2) mellan vilka ett aktivt kretsmedel kännetecknad att en Josephson-övergång ansluten till ingångs- innefattande åtminstone en Josephson-övergång är anordnat och till vilket ett spänningsförsörjningsmedel (3) är anslutet över en resistor (Ra) och till vilket åtminstone en Josephson-övergång (J2,J3) är anslutet och att det består av ett NOT-element.

20. Logisk kretsanordning enligt patentkrav l9, kännetecknad därav, att kretsmedlen innefattar ett starkt icke-linjärt medel (J2,J3,L1) och att i frånvaro av någon insignal som representerar ett första dynamiskt tillstånd, åstadkommes en utgångssignal medan genom de aktiva starkt icke-linjära kretsmedlen alla singelflödeskvanta finns en således elimineras om det inspänningssignal som representerar ett andra dynamiskt tillstånd.

21. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 20, kännetecknad därav, att kretsmedlen innefattar en interferometer som omfattar två Josephson-övergångar (J2,J3) och en induktor (LI).

22. Logisk kretsanordning enligt något av patentkraven 20-22, kännetecknad därav, att genom resistorn (Rz) mellan spänningsförsörjningsmedlen (3) och kretsmedlen och en inställd standardspänning på utgàngsmedlen åstadkommes ömsesidig faslåsning mellan den Josephson-övergång (Js) spänningsförsörjningsmedlen (3) och som är ansluten till kretsmedlens Josephson-övergångar (Jz, Ja).

23. Logisk kretsanordning enligt patentkrav 22, kännetecknad därav, 10 15 20 25 30 35 512 591 17 att kretsmedlen innefattar en induktor (L1) för förhindrande av penetrering' av singelflödeskvanta. ifrån. utgångsmedlen (2) till ingångsmedlen (1).

24. Logisk kretsanordning enligt något av patentkraven 22-23, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att en inspänning genom en första resistor (R1)cxfi1en induktor (L1) i interferometern producerar ett fasskifte för interferometerns (Jz, J3, L1) och switchar den till ett noll-spänningstillstånd som ger en logisk nolla som utgångssignal.

25. Logisk kretsanordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att åtminstone ett antal eller företrädesvis alla Josephson- övergångar är shuntade (överdämpade).

26. Logisk kretsanordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att åtminstone några av Josephson-övergångarna är direkt anslutna, dvs utan några transformatorer eller liknande.

27. Anordning för behandling av digital information innefattande ett antal kretsar eller logiska element såsom exempelvis ett eller flera AND- och/eller OR- och/eller NOT-element vilka vardera innefattar ingångs- (l;la,lb) och utgångsmedel (2), k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att ingång/utgångsmedlen innefattar supraledare där till varje element ett supraledande spänningsförsörjande medel är anslutet för att försörja varje krets eller logiskt element med väsentligen samma spänning, där varje krets eller logiskt element dessutom innefattar ett antal Josephson-övergångar vilka är så anordnade att faslåsnings förhållanden mellan singel flödeskvanta mellan Josephson- övergångarna åstadkommer/förhindrar utgångssignalerna från de logiska elementen/kretsarna. 'H W HI 10 15 20 25 30 512 591 18

28. Anordning enligt patentkrav 27, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att fastlàsning mellan olika Josephson-övergångar ger olika dynamiska tillstànd.

29. Anordning enligt patentkrav 27 eller 28, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att som bärare för digital information krävs ett fluxoner.

30. Anordning enligt något av patentkraven 27-29, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att digital information representeras som spänningsnivàer där skillnaden. mellan spänningsnivàer ges av Iggfprodukten för de involverade Josephson-övergàngarna. stabilisera stora digitaliska för att logiska innefattande ett

31. Förfarande kretsar antal logiska element som vardera innefattar ett antal Josephson-övergångar, k ä n n e t e c k n a d a v att stegen att försörja varje logiskt element med 'väsentligen samma spänning och utnyttja faslàsning mellan Josephson- övergàngarna för varje respektive element för att àstadkomma den relevanta utgàngssignalen från respektive logiskt element.

32. Förfarande enligt patentkrav 31, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att digital information representeras som spànningsnivàer och ingàngsspànning konverteras till ett följe av singelflödeskvanta, innefattar två singelflödeskvanta genom en som åtminstone Josephson-övergång. följe av'