Оптимизация ячеек адиабатических сверхпроводниковых логических устройств за счет использования джозефсоновских π-контактов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Адиабатические сверхпроводниковые логические (АСЛ) схемы могут стать ключом к реализации на практике операций с диссипацией энергии менее предела Ландауэра. Однако практическая востребованность существующих решений ограничена из-за двух противоречащих друг другу требований: высокой энергоэффективности и достаточно высокого быстродействия устройств. Использование джозефсоновских контактов с отрицательным критическим током (π-контактов) позволяет получать определенный вид потенциальной энергии сверхпроводниковых цепей и, как следствие, требуемую на практике степень контроля над динамическими процессами в предложенных обратимых логических ячейках. Особенности токового транспорта и баланса джозефсоновских фаз в цепях с π-контактами позволяют улучшить более чем в два раза связь между частями обратимого вычислителя. Вместе с тем, непрерывная эволюция состояния обеспечивается при более высоких значениях критических токов и характерных напряжений основных джозефсоновских контактов ячеек АСЛ, что обуславливает возможность увеличения их быстродействия.

Об авторах

Г. С. Хисматуллин

МГУ имени М. В. Ломоносова;Российский квантовый центр

Email: nvklenov@mail.ru
Москва, 119991 Россия; Сколково, Москва, 121205 Россия

Н. В. Кленов

МГУ имени М. В. Ломоносова;Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”

Email: nvklenov@mail.ru
Москва, 119991 Россия; Москва, 119049 Россия

И. И. Соловьев

МГУ имени М. В. Ломоносова;Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”

Автор, ответственный за переписку.
Email: nvklenov@mail.ru
Москва, 119991 Россия; Москва, 119049 Россия

Список литературы

  1. D. S. Holmes, A.L. Ripple, and M.A. Manheimer, IEEE Trans. Appl. Supercond. 23, 1701610 (2013).
  2. S.K. Tolpygo, Low Temp. Phys. 42, 361 (2016).
  3. I. I. Soloviev, N.V. Klenov, S.V. Bakurskiy, M.Y. Kupriyanov, A. L. Gudkov, and A. S. Sidorenko, Beilstein J. Nanotechnol. 8, 2689 (2017).
  4. M. Cuthbert, E. DeBenedictis, R.L. Fagaly et al. (Collaboration), International roadmap for devices and systems. Cryogenic electronics and quantum information processing. 2022 Edition (IEEE, 2022).
  5. N. Takeuchi, D. Ozawa, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, Supercond. Sci. Technol. 26, 035010 (2013).
  6. N. Takeuchi, K. Ehara, K. Inoue, and Y. Yamanashi, IEEE Trans. Appl. Supercond. 23, 1700304 (2013).
  7. N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, Appl. Phys. Lett. 102, 052602 (2013).
  8. N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, Appl. Phys. Lett. 103, 062602 (2013).
  9. N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, Sci. Rep. 4, 6354 (2014).
  10. N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, Supercond. Sci. Technol. 28, 015003 (2015).
  11. C. L. Ayala, T. Tanaka, R. Saito, M. Nozoe, N. Takeuchi, and N. Yoshikawa, IEEE J. Solid-State Circuits 56(4), 1152 (2020).
  12. H. Takayama, N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, J. Phys. Conf. Ser. 1054, 012063 (2018).
  13. C. L. Ayala, T. Tanaka, R. Saito, and N. Yoshikawa, Superconducting News Forum, STP723, 1EOr2B-0, Institute of Electrical and Electronics Engineers, N.Y., NY, United States (2023).
  14. R. Cai, A. Ren, O. Chen, N. Liu, C. Ding, X. Qian, J. Han, W. Luo, N. Yoshikawa, and Y. Wang, 2019 ACM/IEEE 46th Annual International Symposium on Computer Architecture (ISCA), 19339165, Association for Computing Machinery, N.Y., NY, United States (2019).
  15. V.A. Vozhakov, M.V. Bastrakova, N.V. Klenov, I. I. Soloviev, W.V. Pogosov, D.V. Babukhin, A.A. Zhukov, and A.M. Satanin, Phys.-Uspekhi 65, 421 (2022).
  16. I. I. Soloviev, N.V. Klenov, A. L. Pankratov, L. S. Revin, E. Il'ichev, and L. S. Kuzmin, Physical Review B 92, 014516 (2015).
  17. R. Harris, A. J. Berkley, M.W. Johnson, P. Bunyk, S. Govorkov, M.C. Thom, S. Uchaikin, A.B. Wilson, J. Chung, E. Holtman, J.D. Biamonte, A.Yu. Smirnov, M.H. S. Amin, A.M. van den Brink, Phys. Rev. Lett. 98, 177001 (2007).
  18. R. Harris, T. Lanting, A. J. Berkley, J. Johansson, M.W. Johnson, P. Bunyk, E. Ladizinsky, N. Ladizinsky, T. Oh, and S. Han, Phys. Rev. B 80, 052506 (2009).
  19. N. Takeuchi, T. Yamae, W. Luo, F. Hirayama, T. Yamamoto, and N. Yoshikawa, Phys. Rev. Res. 5, 013145 (2023).
  20. M.V. Bastrakova, N.V. Klenov, V. I. Ruzhickiy, I. I. Soloviev, and A.M. Satanin, Supercond. Sci. Technol. 35(5), 055003 (2022).
  21. Semenov, G.V. Danilov, and D.V. Averin, IEEE Trans. Appl. Supercond. 13, 938 (2003).
  22. V.K. Semenov, G.V. Danilov, and D.V. Averin, IEEE Trans. Appl. Supercond. 17, 455 (2007).
  23. J. Ren, V.K. Semenov, Y.A. Polyakov, D.V. Averin, and J. S. Tsai, IEEE Trans. Appl. Supercond. 19, 961 (2009).
  24. J. Ren and V.K. Semenov, IEEE Trans. Appl. Supercond. 21, 780 (2011).
  25. H. Li, J. Liu, Y. Zhang, H. Cai, G. Li, Q. Liu, S. Han, and W. Chen, Supercond. Sci. Technol. 30, 035012 (2017).
  26. N. Takeuchi, T. Ortlepp, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, J. Appl. Phys. 115, 103910 (2014).
  27. N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. J. Yoshikawa, J. Appl. Phys. 117, 173912 (2015).
  28. Q. Xu, C. L. Ayala, N. Takeuchi, Y. Murai, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa, IEEE Trans. Appl. Supercond. 27, 1301905 (2017).
  29. N. Takeuchi, Ph.D. Thesis, The Department of Physics, Electrical and Computer Engineering, Yokohama National University, Yokohama, Japan (2014).
  30. N. Takeuchi, K. Arai, and N. Yoshikawa, Supercond. Sci. Technol. 33, 065002 (2020).
  31. T. Yamae, N. Takeuchi, and N. Yoshikawa, IEEE Trans. Appl. Supercond. 33, 1300704 (2023).
  32. M.V. Bastrakova, D. S. Pashin, D.A. Rybin, A.E. Schegolev, N.V. Klenov, I. I. Soloviev, A.A. Gorchavkina, and A.M. Satanin, Beilstein J. Nanotechnol. 13, 653 (2022).
  33. V. Vozhakov, M. Bastrakova, N. Klenov, A. Satanin, and I. Soloviev, Quantum Science and Technology 8(3), 035024 (2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».