Обратимая квантовая логика (RQL)
Обратимая квантовая логика (RQL) RQL была предложена в 2011 году. Она была разработана как альтернатива традиционной RSFQ и представлена как «сверхмаломощная сверхпроводниковая логика». Основное различие между RQL и RSFQ заключается в способе питания. В то время как в RSFQ это - мощность постоянного тока, прикладываемая к джозефсоновским переходам параллельно через резисторы смещения, в RQL это - мощность переменного тока, подаваемая последовательно через трансформаторы смещения, см. слайд. Такая схема электроснабжения обладает рядом преимуществ. Отсутствие постоянного тока смещения и резисторов смещения означает нулевое статическое рассеяние мощности внутри криогенного холодильника. Ток смещения выводится за пределы микросхемы при комнатной температуре. Хорошо известной проблемой проектирования схем RSFQ является большое магнитное поле обратного тока смещения, влияющее на логические ячейки. Рекомендуется поддерживать максимальный ток смещения ниже 100 мА в линии питания RSFQ. Этот обратный ток полностью отсутствует в RQL из-за упомянутого прекращения тока смещения вне кристалла. Последовательное питание смещения позволяет поддерживать амплитуду тока смещения на очень низком уровне порядка Ib ~ 1,8 мА независимо от количества джозефсоновских переходов на кристалле. Нет необходимости в масштабном разбиении схемы. Ток смещения играет роль тактового сигнала. Нет необходимости в распределительной сети часов SFQ. На часы не влияет тепловой шум. Логическая единица (ноль) представлена парой SFQ, имеющих противоположные направления магнитного потока (или их отсутствие) в цепях RQL. Схема питания переменного тока RQL. Синяя стрелка - ток SFQ, фиолетовые стрелки - магнитная связь. SFQ в этой логике могут быть переданы в одном направлении с применением обратно направленных токов смещения (слайд). SFQ помещены в положительный / отрицательный полупериод волны переменного тока соответственно. К сожалению, одного переменного тока смещения недостаточно для направленного распространения SFQ. Он может обеспечить только периодические пространственные колебания квантов потока. RQL использует два переменного тока смещения со сдвигом фазы π/2. Ячейки RQL подключаются к этим двум линиям питания поочередно (слайд). Такая связь производит пространственное разделение общего тока смещения/тактовых импульсов на четыре окна, сдвинутых на 0, π/2, π и 3π/2 периода волны. Такая четырехфазная схема смещения обеспечивает направленность распространения SFQ. Логические элементы, подключенные к одной линии смещения переменного тока в одном окне фазы тактового сигнала, образуют конвейер. Конвейер в RQL может содержать произвольное количество ячеек. Максимальную тактовую частоту схем RQL можно оценить как fmax ~17 ГГц для стандартной характеристической частоты джозефсоновского перехода ωc/2π = 350 ГГц и N = 8 джозефсоновских переходов в линии. Ib1 Ib2 Ib1,2 - токи смещения переменного тока; они же - тактовый сигнал.