高能效SFQ逻辑偏置技术制造技术

本文公开了包括电结构的实施例，该电结构包括第一单元、第一电感器、第一电阻器和第一分流约瑟夫森结。第一电感器在第一电感器的第一端子端部处与第一分流约瑟夫森结串联连接，并且第一电感器的第二端子端部连接到被供电的第一单元的馈电点。第一电阻器的第一端部连接到接地，并且第二端部在第一分流约瑟夫森结的未连接到第一电感器的端子处连接到第一分流约瑟夫森结。在第一单元外部的电流源的源在公共点处连接到第一分流结和第一电阻器。公共点处连接到第一分流结和第一电阻器。公共点处连接到第一分流结和第一电阻器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高能效SFQ逻辑偏置技术
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年03月12日提交的美国临时申请号62/817,227的权益，上述申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。
[0003]根据MPEP
§
310关于美国联邦政府资助的研究或开发的声明
[0004]本专利技术是在美国(U.S.)情报高级研究项目活动(IARPA)的政府支持下完成的。通过付费许可，美国政府对本文中所要求保护的(多个)专利技术拥有某些权利。更具体地，在有限的情况下，美国政府可以要求专利所有人按照IARPA授予的合同编号W911NF
‑
17
‑9‑
0001的条款规定的合理条件，将本专利所涵盖的技术许可给他人。


[0005]本公开在一般电子领域具有重要意义，包括以下主题：电子设计自动化、超导电路装置、以及用于高能效快速单通量量子(ERSFQ)电路的偏置技术。

技术介绍

[0006]众所周知，数字逻辑系统可以利用基于约瑟夫森结的超导电路装置来被实现。尽管该技术具有其挑战，但主要的潜在优势之一是相对于半导体技术大大降低了功耗，尽管约瑟夫森系统需要在接近绝对零度的温度下操作。正是出于这个原因，最近对约瑟夫森技术有浓厚兴趣，例如IARPA SuperTools项目，其旨在开发一套全面的电子设计自动化(EDA)和技术计算机辅助设计(TCAD)工具，以用于超导电子电路的超大规模集成(VLSI)设计，在该项目中，申请人Synopsys起主导作用。/>[0007]存在数个约瑟夫森逻辑系列正在被不同的组织开发和支持，每个系列具有相对于彼此的优点和缺点。互易量子逻辑(RQL)和绝热量子通量参数(AQFP)是两个这种示例。第三种主要技术是单通量量子(SFQ)逻辑，它有不同的风格，包括快速或电阻式SFQ(RSFQ)和高能效SFQ(ERSFQ或EERSFQ)。SFQ电路可以利用直流偏置，而其他电路需要多相微波功率信号，该多相微波功率信号必须被布线到大量门，同时维持时序准确性和振幅。与利用直流偏置的SFQ电路装置相比，基于多相微波功率信号的电路在技术上更具挑战性。
[0008]RSFQ是最初的SFQ方法，其中
‘
R
’
代表“电阻式”或“快速”。该逻辑在1980年代被专利技术，并且工作继续使用该相同的基本方法，因为它需要最简单的偏置电路装置。它具有功耗相对较高的缺点。
[0009]ERSFQ方法作为一种低功率SFQ衍生物被提出，与标准RSFQ相比，它具有大约小一个数量级的功耗。使用了十多年的ERSFQ系列使用作为约瑟夫森传输线(JTL)实现的片上电压调节器，约瑟夫森传输线(JTL)在本文中被称为“馈电JTL”。馈电JTL的一个目的是实现一个非常低电压(几十微伏)的片上电源，片上电源通过保持芯片偏置电压非常低，确保功耗也很低。然而，馈电JTL本身可能需要大量的操作电流，并且对电路面积要求和部件数目有很大贡献。因此，在这些方面，该调节方法可能具有很大缺点。
附图说明
[0010]以下具体实施方式、附图和权利要求表示所要求保护的专利技术及其实施例的用途和优点。所有附图仅用于提供知识和理解，并不限制所要求保护的专利技术及其实施例的范围。这种附图不一定按比例绘制。
[0011]附图中使用的相似部件或特征可以具有呈标签形式的相同或相似的附图标记(诸如字母数字符号，例如参考数字)，并且可以表示相似或等效的用途。此外，可以通过在参考标签后面加上破折号和区分相似部件的第二标签来区分相同类型的各种部件。如果在说明书中仅使用了第一参考标签，则其使用适用于具有相同第一参考标签的任何类似部件，而不管第二参考标签如何。附图的简要描述如下。
[0012]图1图示了被供电的快速单通量量子(RSFQ)电路装置的一个示例。
[0013]图2图示了根据本公开的一个示例性实施例的作为电流源的分流约瑟夫森结的电流
‑
电压(I
‑
V)特性。
[0014]图3图示了根据本公开的一个示例性实施例的约瑟夫森电流源元件的仿真。
[0015]图4图示了根据本公开的一个示例性实施例的、针对图3的约瑟夫森电流源元件的电流和电压特性。
[0016]图5图示了使用馈电约瑟夫森传输线(JTL)的电结构。
[0017]图6图示了根据本公开的一个示例性实施例的电结构。
[0018]图7图示了根据本公开的一个示例性实施例的、针对图6的电结构的电流和电压特性。
[0019]图8图示了根据本公开的一个示例性实施例的另一电结构。
[0020]图9图示了根据本公开的一个示例性实施例的、针对图8的电结构的电压随时间的特性。
[0021]图10图示了根据本公开的一个示例性实施例的、在集成电路的设计和制造期间使用的各种过程的流程图。
[0022]图11A和图11B图示了用于所要求保护的专利技术的实施例的计算机系统的抽象图，以及电路设计的实施例和在本公开中使用的所制造的电路的一个实施例。
[0023]在附图中，附图标记可以被省略，如与接受的工程实践一致的；然而，本领域技术人员将理解，当在作为整体的图示和描述这些各种附图的随附公开内容的上下文中察看时，图示的部件很容易被理解。
具体实施方式
[0024]附图和具体实施方式仅用于提供对所要求保护的专利技术的知识和理解。为了最小化具体实施方式的长度，虽然可以在单个实施例中一起描述各种特征、结构或特性，但是它们也可以在没有被写出的情况下被用在其他实施例中。附图和具体实施方式还可以暗示或明确地表示所要求保护的专利技术及其实施例的优点和改进。
[0025]在附图和具体实施方式中，可以描述许多具体细节以实现所要求保护的专利技术的至少一个实施例。本文公开的任何实施例表示所要求保护的专利技术的有形形式。为了不模糊本具体实施方式中的实施例和/或示例的重要性，本领域技术人员已知的一些元件可以被组合在一起，以用于呈现和说明的目的并且未被详细描述。为了不模糊这些实施例和/或示例
的重要性，一些众所周知的过程、机器、系统、制造或组合物未被详细写出。因此，具体实施方式聚焦在实现所要求保护的专利技术和示例性实施例的独特元件上。当本具体实施方式以单数时态指代某些元件时，可以在附图中描绘多于一个的元件，并且相似元件利用相似附图标记来标记。
[0026]在本公开中，基于ERSFQ(高能效RSFQ)方法的各种实施例被详述为低功率SFQ衍生物。与利用标准RSFQ相比，这具有大约小一个数量级的功耗。
[0027]具体实施方式——RSFQ偏置电路装置
[0028]图1图示了一种为快速单通量量子(RSFQ)电路装置供电的方法。图1图示了具有降压电阻器102和偏置电压源106的RSFQ电路100。由于降压电阻器102，RSFQ电路100具有高功耗。如图1中所示，偏置电压源106连接到降压电阻器102，降压电阻器102连接到约瑟夫森结104。尽管图1中示出了降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电子结构，包括：第一单元；第一分流约瑟夫森结；第一电感器，在所述第一电感器的第一端子端部处与所述第一分流约瑟夫森结串联连接，并且所述第一电感器的第二端子端部连接到被供电的所述第一单元的馈电点；以及第一电阻器，具有第一端部和第二端部，所述第一端部连接到接地，所述第二端部在所述第一分流约瑟夫森结的未连接到所述第一电感器的端子处连接到所述第一分流约瑟夫森结。2.根据权利要求1所述的电子结构，还包括在所述第一单元外部的电流源，其中所述电流源在公共点处连接到所述第一分流约瑟夫森结和所述第一电阻器。3.根据权利要求1所述的电子结构，其中当被供电时，到所述第一单元的所述馈电点的电流以小于10％变化。4.根据权利要求1所述的电子结构，其中所述第一电感器适于对通过所述第一电感器流到所述第一单元的所述馈电点的电流的交流(AC)分量进行滤波。5.根据前述权利要求中任一项所述的电子结构，还包括：第二单元；第二分流约瑟夫森结；第二电感器，在所述第二电感器的第一端子端部处与所述第二分流约瑟夫森结串联连接，并且所述第二电感器的第二端子端部连接到被供电的所述第二单元的馈电点；以及第二电阻器，具有第一端部和第二端部，所述第一端部连接到所述接地，所述第二端部在所述第二分流约瑟夫森结的如下的端子处连接到所述第二分流约瑟夫森结，该端子未连接到所述第二电感器并且所述电流源被施加在该端子处。6.根据前述权利要求中任一项所述的电子结构，其中所述第一电感器或第二电感器是窄带或扭曲带。7.根据前述权利要求中任一项所述的电子结构，其中所述第一单元或所述第二单元是参数化单元。8.根据前述权利要求中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：美商新思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：