Русская Википедия:Быстрая одноквантовая логика
Бы́страя одноква́нтовая ло́гика (БОК-логика, Шаблон:Lang-en) — это технология создания электроники, основанная на квантовых эффектах (эффекте Джозефсона) в сверхпроводящих устройствах, один из вариантов сверхпроводящей логики. Джозефсоновские контакты играют в электронике на основе БОК-логики ту же роль, что и транзисторы в полупроводниковой.
Тем не менее, БОК-логика не является технологией квантовых вычислений в обычном смысле. От полупроводниковой электроники её отличают следующие особенности:
- требуются условия для сверхпроводимости
- использует единичные кванты магнитного потока для представления цифровой информации
- кванты магнитного потока, производимые джозефсоновскими контактами, переносятся пикосекундными импульсами по сверхпроводящим линиям
Логические схемы
БОК-логические схемы проектируются на основе сверхпроводящих контуров, соединённых вместе для выполнения требуемой логической функции. Каждый контур состоит из одного или нескольких джозефсоновских контактов (ДК) со сверхкритическим затуханием. Значение индуктивности и критического тока контактов контура определяют количество его стабильных состояний. Наличие или отсутствие кванта магнитного потока в сверхпроводящем контуре определяется вхождением или выходом единичного квантового импульса (SFQ-импульс, Шаблон:Lang-en) через ДК путём поворота фазы ДК на 2πШаблон:Sfn.
Для передачи импульсов между схемами БОК-логики обычно используются джозефсоновские линии передачи (Шаблон:Lang-en) — цепи одинаковых ДК, соединённых параллельно посредством сверхпроводящих индуктивностей. Для передачи на бо́льшие расстояния, для которых существенно возрастает время распространения сигнала, можно применять пассивные сверхпроводниковые линии передачи. Сверхпроводниковые линии позволяют передавать сигнал практически без затухания и рассеивания на расстояния в несколько сантиметровШаблон:Sfn.
Температурные флуктуации могут вносить ошибки в работу БОК-цепей, вызывая спонтанные срабатывания ДК, внося временны́е задержки, вызывая срабатывание неверного ДКШаблон:Sfn.
Для проектирования БОК-цепей требуется специализированное программное обеспечениеШаблон:Sfn.
Применения
- Оптические и высокоскоростные коммутаторы
- Цифровая обработка сигналов, вплоть до сигналов радиочастот
- Сверхбыстрые маршрутизаторы
- Программно-определяемые радиосистемы
- Высокоскоростные АЦП
- Суперкомпьютеры[1][2]
См. также
Примечания
Литература
- K.K. Likharev and V.K. Semenov, RSFQ logic/memory family: a new Josephson-junction technology for sub-terahertz-clock-frequency digital systems. IEEE Trans. Appl. Supercond. 1 (1991), 3. doi:10.1109/77.80745
- Шаблон:Книга
- Шаблон:Книга
- Superconducting Technology Assessment, исследование применимости RSFQ для создания суперкомпьютеров от АНБ США, 2005. Шаблон:Ref-en
Ссылки
- Likharev K. K. Rapid single-flux-quantum logic, RSFQ Laboratory, Department of Physics State University of New YorkШаблон:Ref-en
- Дмитрий Зиновьев, Леденящая альтернатива: Взлеты и падения быстрой одноквантовой логики // IXBT, 25 марта 1999
- Лекция 2: Быстрая одноквантовая логика // И. Войтович, В. Корсунский, Наноэлектронная элементная база информатики. Качественно новые направления, ИНТУИТ, 22.01.2014, ISBN 978-5-9556-0167-0
- ↑ Шаблон:Статья
- ↑ Bunyk, Paul, Mikhail Dorojevets, K. Likharev, and Dmitry Zinoviev. "RSFQ subsystem for HTMT petaFLOPS computing." Stony Brook HTMT Technical Report 3 (1997).
