基于超导热子 cryotron 的低温可重构逻辑：提升面积效率并实现伪装处理器

超导电子学因其超导器件的超高速与超高能量效率，是最有前景的传统 CMOS 技术替代方案之一。拥有低温控制处理器也是将现有量子计算机扩展至数千量子比特的关键需求。尽管基于约瑟夫森结的电路展现出卓越的速度与能量效率，但其面临若干挑战，如通量捕获导致可扩展性受限、难以驱动高阻抗等。三端 cryotron 器件已被提出以解决这些问题，其可驱动高阻抗（>100 kΩ）且不存在任何通量捕获问题。本工作中，我们利用热子 cryotron（hTron）开发了一种可重构逻辑电路。在传统方法中，执行逻辑操作所需的器件数量通常随输入数量增加而增加。然而，此处我们展示了一种基于单个 hTron 器件的逻辑电路，通过选择合适的偏置条件，可重构以执行 1 输入复制与 NOT、2 输入 AND 与 OR，以及 3 输入多数逻辑操作。因此，我们可用少得多的器件数量执行任意处理任务。此外，由于可用同一电路（相同版图）执行不同逻辑操作，我们可开发一种伪装系统，其中所有逻辑门具有相同的版图。因此，该提出的电路将增强针对逆向工程攻击的硬件安全性。