基于孤子约瑟夫森效应的记忆电感系统

忆阻器、忆容器和记忆电感（meminductor）统称为记忆元件（memelement），代表了一代新型电路元件，其特性取决于系统的状态和历史。在外部时间依赖扰动的作用下，其某个组成变量表现出的迟滞行为是它们的独特特征。反过来，这一特征赋予了它们在同一物理位置存储和处理信息的能力，预计这将有益于从非常规计算到自适应电子学再到机器人学等诸多应用。对于所有这些类型的应用，重要的是找到合适的记忆元件，以结合广泛的记忆状态（多态记忆）、长记忆保持时间以及对不可避免噪声的防护。尽管有几个物理系统属于记忆元件的一般类别，但很少有系统能在单个组件中结合所有这些重要的物理特征。在此，我们从理论上演示了一种基于孤子长约瑟夫森结（LJJ）的超导记忆结构。我们表明，当适当扫描外部磁场时，结的约瑟夫森临界电流表现出迟滞行为。根据临界电流所显示的迟滞路径，LJJ 可用作多态记忆，具有可控数量的可用状态。此外，由于孤子是其运行的核心，该系统提供了针对外部扰动的内在拓扑保护。基于孤子的约瑟夫森记忆元件可作为存储器找到应用，也可用于其他新兴领域，如记忆计算（memcomputing），即直接在存储器中或通过存储器进行计算。