巴克的发明幸免于创造者。而且，它至今仍是活着的：低温冷冻机是IBM创建超导量子位的项目的核心。
然而，在计算机工程史的页面上，冷冻机上数十年的工作丢失了。许多现代工程师甚至从未听说过这项技术。让我们谈谈巴克的工作和他现在被遗忘的低温电子计算机。
第二次世界大战后，电子工程师面临一个基本问题：应如何构建电子数字计算机？哪种类型的开关最适合逻辑电路？什么用于主存？
不用三思而后行，他们从多种选择中选择了真空管作为主要逻辑开关。而且，仅制造一辆汽车，就需要成千上万个这种灯。那时没有人认真考虑过晶体管-它们只是由贝尔电话实验室开发的。
“记忆”还有很多选择：特殊的阴极射线管和水银管，旋转的磁鼓。到1950年代，出现了另一个有前途的候选人：磁芯。一个由铁磁体制成的环可以包含1位数据，具体取决于磁化的方向。
在50年代中期，世界上第一批计算机都装有带有磁芯存储器的灯泡大型机。如您所知，一段时间后，灯被晶体管取代，然后被集成电路取代，用于实现逻辑和存储。但在1950年代至1960年代。各种各样的工程师都在寻找从根本上创造数字计算机的新方法。
Dudley Allen Buck是最著名的“激进”科学家之一。他于1950年至1959年在麻省理工学院工作-直到享年32岁不幸去世。他为芯片设计领域的早期研究做出了重要贡献。此外，他还负责超低温开关cryotron的开发。根据巴克的说法，他的想法被认为是未来所有数字计算机的主要组成部分。他受到了巨人的信任：通用电气，IBM，RCA和美国军方。 1950年代后期，在低温冷冻机上启动了大型研究项目。他们只有在业界明确选择了“灯的继承者”（硅的微芯片）之后才结束。
手工制作：巴克制造了许多原型，包括一个多谐振荡器的电路图（特写镜头，顶部），该电路由19个单独的低温致冷器组成（底部）。
1948年，达德利·巴克（Dudley Buck）从华盛顿大学获得电气工程学士学位。他的第一份工作是美国海军的密码学组织。在那里，他遇到了第一批数字计算机。 1950年，他加入麻省理工学院，并随物理学家Arthur von Hippel进入电气工程研究生院。巴库有机会参加麻省理工学院的旋风项目，这是一个为军事目的设计的技术怪兽。
巴克（Buck）在麻省理工学院（MIT）的研究生杰伊·拉斯特（Jay Last）后来领导了飞兆半导体公司第一款平面硅集成电路的开发团队，使他回忆起他的“远见卓识”和“一个好人……一个卑鄙的好人”。可以在1954年巴克只有27岁的那封信中找到拉斯特的印象：
“我有一个养子。在他的17年中，有4年他和我住在一起。我当了6年的侦察长，现在我去了循道卫理教堂。有时在星期天，我什至在讲坛上站起来。我喜欢平等地兼顾人类和工程价值。''
尽管拥有丰富的社交和个人生活，Buck仍然全心全意地继续在MIT工作。在“旋风”项目中，他选择了用于制造磁芯的材料。此外，他一直在寻找可以用作新一代交换机基础的材料。
1952年，巴克开始注意化学元素铋，该元素以其强大的磁阻而著称：其电阻率随着磁场的作用而急剧上升，尤其是在低温下。在液氦的沸点（4.2开尔文）处，当施加强磁场时，铋的电阻会发生数千万倍的变化。巴克认为，这种行为对于构建计算机可能很有用。测试导线中相对较小的电流及其产生的磁场会导致铋的电阻率发生巨大变化，从而突然抑制或允许电流通过。这将是一个真正的电子开关！
到1954年，巴克注意到在液态氦的低温下发现的电磁的一个更有趣的特性：超导性。尽管很奇怪，但这种现象早已得到研究。自20世纪初以来，物理学家就知道，当冷却到接近液氦沸点的温度时，各种金属会完全失去其电阻。
超导也具有磁性，称为迈斯纳效应。超导材料不受磁场的影响-只会受到一定程度的影响。如果施加足够强的磁场，则材料几乎立即变成电阻性的。如果去除了磁场，则材料将返回超导状态。
巴克看到了电子数字计算机出现这种现象的可能性：可以创建一个磁控超导开关。本发明可以将灯和磁芯都安装在叶片上！超导开关可以非常紧凑，快速且节能。
在1950年代的未来主义精神下，该坦克将他的发明称为“低温致冷剂”-低温（ϰρύος，希腊语为“冰冷的冰霜”一词）和电子产品的混合体。但是想出一种技术并给它起一个名字是不够的。巴克立即开始构建和测试数十个原型。
巴克的第一个低温恒温器非常简单。它们由一根紧密的铜绕组中的钽丝组成。将电导线连接到铜线和钽线的末端，并将低温冷冻器浸入装有液氦的容器中。
电流流过铜绕组，从而产生磁场。降压可以使钽线超导并恢复其电阻。原型证明正在工作。绕组中的电流非常小，因此可以控制钽导线中更高的电流。 Baka的低温致冷器充当数字计算机的逻辑开关，并不比灯和晶体管差。
巴克被新设备的前景所吸引。在他的硕士论文中，他设想了整个冷冻机阵列的创建。巴克认为，即使是从简单的原型中，也可以建造一台数字计算机，在该计算机中，低温电子管可同时用于逻辑和存储器。但是，存在一个问题：低温致冷器的开关速度仅比机电继电器的开关速度略高。
为了寻求最佳效果，巴克尝试了多种不同的材料。例如，将引线绕组与铌结合使用时，切换时间为5微秒。不错，但仍比当时最快的晶体管慢很多-它们的开关速度快了100倍。根据巴克的说法，通过减小低温电子管的物理尺寸，可以获得不低于最快晶体管的性能。
通过将几个低温致冷器原型拼凑在一起，Buck成功地制造了带有分离器的逻辑门，触发器和放大器。事实证明，仅借助低温致冷器，就可以组装用于数字计算机存储器和逻辑的所有基本电路。低温电子超导计算机不再是田园诗般的梦想。
旋风：巴克希望有一天工程师能够将一台相同功率的计算机安装到一个面包箱大小的机柜中，
在这一阶段，巴克的研究计划得到了极大的扩展。他相信，使用微小型化技术，他可以创建一台包含数以万计冷冻机的计算机。巴克的机器将具有旋风的处理能力，旋风是世界上最先进的数字计算机之一。但是旋风占领了几个房间，消耗了150千瓦的电力。
这位28岁的工程师从根本上建议将旋风式收音机缩小到收音机的大小，然后将其浸入液氦浴中并运行。据他介绍，一台计算机将消耗掉一棵圣诞树上普通灯泡的电量。这是一个大胆的声明，但是这位年轻科学家的热情和强大的推理说服了他的同事们为他的项目开了绿灯。
冷冻剂的研究已由麻省理工学院的林肯实验室正式分配给了巴克。在继续致力于紧凑，更快和更节能的低温致冷器方面，他同时开始了一个创建“大型”计算机存储器的项目，对于该计算机，现有低温致冷器的低开关速度将无关紧要。
对于内容可寻址存储器（后称），Buck提出了一个由75,000个低温电子管组成的电路。巴克本人称其为识别单元，因为要检查每个存储单元是否存在所需的信息。
这种存储器对于模式识别很重要的密码分析很有用。完全组装的低温电子识别单元应该不超过产品组合，同时具有可与Whirlwind媲美的存储容量-3.2 KB。
当巴克在1955年中期为低温冷冻器准备专利申请时，有关他创建内容可寻址存储器的工作的谣言泄漏到了美国的密码学和计算界，引起了轰动。那年7月，IBM副总裁兼领先的电子计算专家约翰·麦克弗森（John McPherson）写信给巴库，美国国家安全局（NSA）首席密码学家威廉·弗里德曼（William Friedman）对巴克计算机的超导组件“非常感兴趣”。短短几天后，Cryotron（磁控门控元件）获得了专利。该应用程序包含冷冻机的广泛功能以及在计算机中使用它的选项。
到了这个时候，巴克对冷冻机的研究已经超越了麻省理工学院。他与研究公司Arthur D. Little签署了冷冻机技术咨询协议。该公司距离MIT校园仅一步之遥，并且是1950年代生产液氦的低温恒温器的领先制造商。在NSA的赞助下，Buck和AD Little的员工开始开发低温电子存储器。他们的第一个项目是一个小的概念验证记忆。
1955年，Buck专注于使用薄喷膜制造微型低温致冷器和集成矩阵。他不想将细小的电线彼此缠绕，而是希望通过模版样的“掩模”将金属汽化到基板上，并形成超导材料的精细图案。在该薄膜的顶部喷涂第二个控制层。这是“打印”整个低温致冷器阵列所必需的。
在准备过程中，巴克测试了许多材料：铅，铋，锶，铟和其他元素的合金。结果，他设法制作了100纳米厚的铅铋锶合金薄膜。它可以在0.1微秒内在超导状态和电阻状态之间切换，这比当时最快的晶体管的速度低十倍。此外，巴克还开发了许多只能由低温制冷器构建的二进制电路-触发器，阀门，多谐振荡器，加法器和电池。
在注册了专利并完成了研究之后，巴克准备向全世界发布该低温冷冻机。 1955年11月，他向IEEE的前身组织之一无线电工程师学会提交了题为“ Cryotron-超导计算机组件”的论文。巴克在文章中详细介绍了线绕低温电子管和可与之组装的许多基本数字电路，强调了这种超导设备在计算中的重要性。巴克写道：“处于当前状态的低温电子元件可以用作逻辑电路中的有源元件。”他忍不住大胆的说法，即在不久的将来，“一台大型数字计算机仅占一立方英尺，而半瓦的功率就足够了。”
相反，巴克关于低温管的速度非常谦虚地写道：“目前，该装置的工作速度比机电继电器快一些，但比真空管和晶体管慢得多。我们正在努力提高速度。”尽管已经测试了可与晶体管媲美的薄膜低温致冷器，但巴克与公众共享此信息的速度一直很慢。
让我们比较一下尺寸：储罐在其手掌中装有一个原型低温电子管，一个电子真空管和一个晶体管。
到该文章在IRE会议录（1956年4月）上发表时，薄膜低温致冷剂已经在接受测试。在Buck的指导下，NSA工程师Albert Slade开始了自己的低温电子电路研究。
大约在同一时间，巴克向冯·希佩尔（von Hippel）提出了他的博士学位论文的主题-研究超导材料薄膜以及如何控制其厚度和几何形状以创建快速切换的低温致冷剂。冯·希佩尔（Von Hippel）批准了该主题，并称其非常有前途。
直到1959年去世Buck积极参与了集成低温电子微电路的开发。 Albert Slade从NSA转到ArthurD。 NSA的另一位专家Horace Tharp Mann在Buck的支持下，开始研究薄膜冷冻机。 1957年，IBM和RCA启动了自己的由NSA资助的计划，以开发高速薄膜低温致冷剂。 GE也没有袖手旁观，开始内部研究。仍然是麻省理工学院研究生的巴克第一次面临激烈的竞争。
巴克一如既往地决定为自己设定更高的目标。他招募了von Hippel实验室的Kenneth R. Shoulders。当时的肩膀采用了另一项创新技术：将电子束用于“微机械”，蚀刻极小的微电路。这项技术（后来称为电子束光刻）用于制造硅微芯片。在1950年代中期，Shoulder尝试制造一种小于100 nm的电子设备-甚至小于病毒或人类曾经做过的任何事情。肩部的野心与巴克希望通过小型化提高冷冻机速度并从中创建大型集成阵列的愿望完全吻合。
他们一直合作到1958年中。巴克在麻省理工学院获得博士学位，并在麻省理工学院电气工程系担任助理教授，而索尔斯也搬到了门洛帕克的斯坦福研究所。
总结他们的合作，Buck and Shoulders提出了一篇题为《微型打印系统的方法》的论文。他们写道：“如今，不再通过组装数千个定制零件来制造数字计算机的日子到了。” “相反，整个计算机或计算机的很大一部分很可能同时制造。”
报告提交仅仅五个月后，巴克突然去世。 1959年5月18日在他的实验室笔记本中的最后一个条目描述了他制造硼溅射的尝试。 5月21日，巴克因呼吸衰竭去世-他刚满32岁。
当代人倾向于相信死亡原因是病毒性肺炎。但是，他的喷洒实验很可能是罪魁祸首。在5月18日，他与需要特别注意的元素一起工作。他使用气态三氯化硼作为硼源。在膜的沉积过程中，形成气态氯化氢。暴露于任何气体下，更不用说几种气体的混合物，都可能导致肺水肿，症状类似于肺炎。除了普通的大学课程外，巴克不是专业的化学家，可能没有意识到这一危险。或者他只是没有足够的工作台经验来安全地处理这些气体。对于同事来说，巴克之死是一个悲剧。
摘自巴克1956年的报告。
对低温冷冻器的研究并没有随着巴克的死而结束。积极的工作一直持续到1960年代。曼恩曾在美国国家安全局（NSA）从事薄膜低温冷冻机的工作，后来在TRW位于洛杉矶的空间技术实验室工作。在那里，直到1966年，他一直从事电子束光刻技术，以制造薄膜低温电子管。 AD Little员工还继续开发低温电子存储器，以实现巴克的想法。
GE，IBM和RCA在1960年代初开发了薄膜低温电子微电路，特别是用于存储器。到1961年，GE研究人员已经从薄膜低温电子管中建立了一个有效的集成移位寄存器。在复杂性上，它并不逊色于当时的硅集成电路。两年后，GE低温电子芯片超越了硅微芯片的集成程度。科学家们甚至用三组集成低温电子管制成了一个实验性工作计算机。
尽管进行了所有这些研究，但硅微芯片的快速发展-特别是它们的成本降低-在1960年代掩盖了低温致冷剂研究的进展。新的计算机建立在带有磁芯存储器的硅逻辑电路上。到1960年代中期，大多数冷冻机研究人员终于将注意力转向了硅。
然而，仍然有人忠于低温致冷剂。科学家特别感兴趣的是低温致冷剂，其中观察到一种称为约瑟夫森效应的量子力学现象。在1970年代初期，IBM研究人员制造了被称为约瑟夫森结的改良低温致冷剂。对它们的研究一直持续到1980年代。约瑟夫森交界处仍然是IBM和其他公司进行现代量子计算研究的基石。
低温加速器尚未消失。他仍然以不同的面貌和不同的名字生活在硅微芯片的长长阴影中。谁知道巴克活了更长的时间会取得什么样的成就。
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