超导单粒子磁通量子（SFQ）基 ADC 的实验演示：用于高频信号获取

超导量子干涉装置（SQUID）是最灵敏的传感器之一，凭借其明确定义的磁通-电压特性提供了高精度。基于这种灵敏度，我们设计、制造并成功实验演示了一个基于超导单粒子磁通量子（SFQ）的模拟-数字转换器（ADC）， capable of 检测输入电流信号中微小变化并将其转换为 SFQ 脉冲列。为提高鲁棒性并降低误差，设计中包含 majority 电路和两种类型的计数器：一种是基于异步 toggle 置位触发器的，另一种是基于同步累加的，均集成在低温阶段。计数器收集 SFQ 脉冲列并将其转换为二进制数，简化了下游的数字读取。该电路采用 AIST CRAVITY（QuFab）HSTP 工艺实现，成功在我们的低温冷却系统中进行测试，验证了设计方法和运行。这种方法有助于构建一个完全集成的系统，将数字 SQUID 功能与低温读出电路集成于单片上。