[发明专利]超导磁通量子存储单元结构及其写入和读取方法

权利要求书

1.一种超导磁通量子存储单元结构，其特征在于，所述超导磁通量子存储单元结构至少包括：

约瑟夫森结存储环路，具有一个第一约瑟夫森结，且其中，L为所述约瑟夫森结存储环路的电感，Φ₀为磁通量子，I_C0为所述第一约瑟夫森结没有受到调制时的临界电流；

由电流控制的发热电阻，设置于所述约瑟夫森结存储环路中的所述第一约瑟夫森结附近，用于控制所述约瑟夫森结的温度；

所述第一约瑟夫森结设置为纳米桥结。

2.根据权利要求1所述的超导磁通量子存储单元结构，其特征在于：所述约瑟夫森结存储环路上连接一个第二约瑟夫森结。

3.根据权利要求1所述的超导磁通量子存储单元结构，其特征在于：所述超导磁通量子存储单元结构还包括一双结超导量子干涉仪，且与所述约瑟夫森结存储环路磁耦合。

4.根据权利要求3所述的超导磁通量子存储单元结构，其特征在于：所述双结超导量子干涉仪与所述约瑟夫森结存储环路设置为左右的磁耦合结构。

5.根据权利要求3所述的超导磁通量子存储单元结构，其特征在于：所述双结超导量子干涉仪与所述约瑟夫森结存储环路设置为上下的磁耦合结构。

6.一种超导磁通量子存储单元结构的写入方法，包括提供如权利要求1所述的超导磁通量子存储单元结构，且所述约瑟夫森结存储环路满足其特征在于，所述写入方法包括：

于所述发热电阻施加电流脉冲I_T选中所述约瑟夫森结存储环路，将所述第一约瑟夫森结的临界电流调制为kI_C0，k为所述发热电阻对所述第一约瑟夫森结临界电流的影响因子，且满足k≤1，并向所述约瑟夫森结存储环路施加正向电流脉冲I_Y，此时被选中的所述约瑟夫森结存储环路的磁通Φ_T状态发生跃迁反向，表示写入“1”；

于所述发热电阻施加电流脉冲I_T选中所述约瑟夫森结存储环路，将所述第一约瑟夫森结的临界电流调制为kI_C0，k为所述发热电阻对所述第一约瑟夫森结临界电流的影响因子，且满足k≤1，并向所述约瑟夫森结存储环路施加负向电流脉冲I_Y，此时被选中的所述约瑟夫森结存储环路的磁通Φ_T状态发生跃迁反向，表示写入“0”；

所述“0”及“1”表示当向所述约瑟夫森结存储环路施加电流脉冲为零时所述约瑟夫森结存储环路两个相反的磁通状态；

正向电流脉冲I_Y的取值范围满足I_Y0≤I_Y≤I_Y1，负向电流脉冲I_Y的取值范围满足|-I_Y1|≤|-I_Y|≤|-I_Y0|；

在所述约瑟夫森结存储环路的磁通与向所述约瑟夫森结存储环路施加的电流脉冲的关系曲线中，当所述约瑟夫森结存储环路的磁通满足时，所述关系曲线斜率为无穷大，-I_Y1、I_Y1分别对应当不加I_T时，所述关系曲线斜率为无穷大时向所述约瑟夫森结存储环路施加的电流脉冲值，-I_Y0、I_Y0分别对应当加I_T时，所述关系曲线斜率为无穷大时向所述约瑟夫森结存储环路施加的电流脉冲值。