[实用新型]基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置

权利要求书

1.基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

所述装置包括偏置电流源模块（1）、纳秒开关模块（2）、可编程约瑟夫森结阵（3）、工控机（4）以及数字波形生成器（5）； 

所述偏置电流源模块（1）的输出端与所述纳秒开关模块（2）的输入端相连接，所述纳秒开关模块（2）的输出端与所述可编程约瑟夫森结阵（3）相连接，所述工控机（4）的输出端与所述数字波形生成器（5）的输入端相连接，所述数字波形生成器（5）的输出端与所述纳秒开关模块（2）的信号控制端相连接； 

所述纳秒开关模块（2）包括一组逻辑开关电路； 

各所述逻辑开关电路的输入端分别与所述偏置电流源模块（1）相连接，各所述逻辑开关电路的输出端分别与所述可编程约瑟夫森结阵（3）相连接，各所述逻辑开关电路的信号控制端分别与所述数字波形生成器（5）相连接； 

所述数字波形生成器（5）通过逻辑电平实时控制一组所述逻辑开关电路的通断状态，从而实时控制所述可编程约瑟夫森结阵（3）受所述偏置电流源模块（1）激励产生量子电压的结个数，使所述可编程约瑟夫森结阵（3）输出随时间变化的动态信号。 

2.根据权利要求1所述的基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

每个所述逻辑开关电路包括一对信号输入端（S1A、S2A）、一对信号输出端（D1、D2）以及一对信号控制端（IN1、IN2）； 

一对所述信号输入端（S1A、S2A）分别与所述偏置电流源模块（1）的输出端相连接，一对所述信号输出端（D1、D2）分别与所述可编程约瑟夫森结阵（3） 相连接；一对所述信号控制端（IN1、IN2）分别与所述数字波形生成器（5）的输出端相连接。 

3.根据权利要求2所述的基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

每个所述逻辑开关电路中的开关为一对单刀单掷开关、一对单刀双掷开关（2-1）或一个双刀双掷开关中的其中一种。 

4.根据权利要求2或3所述的基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

每个所述逻辑开关电路为一对单刀双掷开关（2-1）； 

一对所述单刀双掷开关（2-1）中的第一不动端为一对所述信号输入端（S1A、S2A），一对所述第一不动端分别与所述偏置电流源模块（1）的输出端相连接； 

一对所述单刀双掷开关（2-1）中的第二不动端（S1B、S2B）悬空设置； 

一对所述单刀双掷开关（2-1）中的一对动端为一对所述信号输出端（D1、D2），一对所述动端分别与所述可编程约瑟夫森结阵（3）相连接； 

一对所述单刀双掷开关（2-1）中的信号控制端（IN1、IN2）短接，并与所述数字波形生成器（5）的输出端相连接。 

5.根据权利要求1～3之一所述的基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

所述逻辑开关电路的数量为1～32个，各所述逻辑开关电路分别采用独立电源供电，用于向最多32段所述可编程约瑟夫森结阵（3）提供偏置电流，各通 路之间相互独立，且不共地。 

6.根据权利要求4所述的基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

所述偏置电流源模块（1）包括一组恒流源（1-1）； 

每个所述恒流源（1-1）的输出端与一个所述单刀双掷开关（2-1）的第一不动端相连接。 

7.根据权利要求1或2所述的基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

所述可编程约瑟夫森结阵（3）包括一组可编程约瑟夫森结（3-1）； 

每个所述逻辑开关电路的信号输出端分别加载于一段所述可编程约瑟夫森结（3-1）两端。 

8.根据权利要求7所述的基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

各段所述可编程约瑟夫森结（3-1）的结个数为2^i-1，i为所述可编程约瑟夫森结（3-1）的段数，i的取值范围是1～32。 

9.根据权利要求1、2、8之一所述的基于可编程约瑟夫森结阵的动态信号合成装置，其特征在于： 

所述可编程约瑟夫森结阵（3）的数量为两个；两个所述可编程约瑟夫森结阵（3）的段数之和小于32。