一种量子芯片结构制造技术

本申请公开了一种量子芯片结构，包括：信号端口，用于接收合成信号，所述合成信号包括第一模拟信号和/或第二模拟信号；第一传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第一控制信号；第二传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第二控制信号；量子比特，分别连接所述第一传输线和所述第二传输线，响应所述第一控制信号和/或所述第二控制信号；其中，所述量子比特的量子态信息受所述第一控制信号调控，所述量子比特的频率信息受所述第二控制信号调控。本申请减少了量子芯片的信号端口数量，提高了量子芯片的集成度。

【技术实现步骤摘要】
一种量子芯片结构
本申请属于量子计算领域，特别是一种量子芯片结构。
技术介绍
随着量子计算技术的普及，实施量子计算的量子芯片，成为了科研的重点对象。量子芯片相对较传统的集成芯片，具有强大的并行计算能力，且并行计算能力随着量子芯片的位数(量子比特数)呈指数式提升。目前，谷歌已经公布了最高达到72位的量子芯片，量子芯片的信号端口数达到300多个。因为每一位量子比特均需要施加若干控制信号，随着量子芯片的位数增长，带来了量子芯片的端口集成问题，目前已经成为了难以解决的技术难题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种量子芯片结构，以解决现有技术中的不足，它能够减少量子芯片的信号端口数量，提高量子芯片的集成度。本申请采用的技术方案如下：一种量子芯片结构，所述量子芯片结构包括：信号端口，用于接收合成信号，所述合成信号包括第一模拟信号和/或第二模拟信号；第一传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第一控制信号；第二传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第二控制信号；量子比特，分别连接所述第一传输线和所述第二传输线，响应所述第一控制信号和/或第二控制信号；其中，所述量子比特的量子态信息受所述第一控制信号调控，所述量子比特的频率信息受所述第二控制信号调控。进一步的，所述第一传输线与所述量子比特之间设置有第一电容。进一步的，所述第二传输线与所述量子比特之间设置有第一电感。进一步的，所述第一传输线和所述第二传输线均为共面波导传输线。进一步的，所述第二传输线为四分之一波长传输线。进一步的，所述第二传输线长度为所述第一控制信号的波长的四分之一。进一步的，所述第二传输线呈S型绕制。进一步的，所述第二传输线的S型绕制半径大于等于所述第二传输线线宽的3倍。进一步的，所述第一传输线与所述信号端口的连接方向和所述第二传输线与所述信号端口的连接方向垂直。进一步的，所述第一传输线和所述第二传输线材料为铝。与现有技术相比，本申请量子芯片结构包括信号端口，用于接收包括第一模拟信号和/或第二模拟信号的合成信号，并设置第一传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第一控制信号；第二传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第二控制信号；量子比特，分别连接所述第一传输线和所述第二传输线，响应所述第一控制信号和/或第二控制信号；其中，所述量子比特的量子态信息受所述第一控制信号调控，所述量子比特的频率信息受所述第二控制信号调控。通过设置于量子芯片上的所述第一传输线和所述第二传输线分别连接量子芯片的所述信号端口，实现在量子芯片内将对量子比特进行调控的包含所述第一模拟信号和所述第二模拟信号的合成信号在量子芯片上进行处理，并输出用于调控所述量子比特的量子态信息的第一控制信号和调控所述量子比特的频率信息的第二控制信号，并传输到对应的量子比特上，减少了量子芯片的信号端口数量，提高了量子芯片的集成度。附图说明图1为本申请实施例提供的一种量子芯片原理图1；图2为本申请实施例提供的一种量子芯片原理图2；图3为本申请实施例提供的一种第一传输线抑制效果图；图4为本申请实施例提供的一种第二传输线抑制效果图图5为本申请实施例提供的一种传输线结构图1；图6为本申请实施例提供的一种传输线结构图2图7为本申请实施例提供的一种第一传输线与第二传输线的垂直连接图；图8为本申请实施例提供的一种多量子比特的量子芯片结构图。图中：1-量子芯片；11-量子比特；12-第一传输线；13-第二传输线；14-信号端口；15-第一电容；16-第一电感。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。如图1所示，本申请的实施例提供了一种量子芯片结构，所述量子芯片1的结构包括：信号端口14，用于接收合成信号，所述合成信号包括第一模拟信号和/或第二模拟信号，第一传输线12，连接所述信号端口14，用于对所述合成信号进行处理并输出第一控制信号；第二传输线13，连接所述信号端口14，用于对所述合成信号进行处理并输出第二控制信号；量子比特11，分别连接所述第一传输线12和所述第二传输线13，响应所述第一控制信号和/或第二控制信号；其中，所述量子比特的量子态信息受所述第一控制信号调控，所述量子比特的频率信息受所述第二控制信号调控。在量子计算领域，所述量子比特11作为一个由微观粒子形成的二能级的系统，通过量子态的受控演化实现数据的存储计算。对于所述二能级系统，具有跃迁频率和提供能级跃迁的能量，即所述量子比特11具有频率和能量特性。在对所述量子比特11进行操控时，需要通过施加相应的信号控制所述量子比特11的频率，以及提供所述量子比特11能级跃迁的能量。具体的，需要提供微波信号(即第二控制信号)对所述量子比特11的频率进行调控、施加直流信号和/或脉冲信号(即第一控制信号)为所述量子比特11提供能级跃迁的能量。其中，所述第一模拟信号和所述第二模拟信号是由设置在所述量子芯片1的外部的信号源提供，所述第一模拟信号和所述第二模拟信号的参数设定取决于对所述量子比特的参数进行调控的效果。具体的，所述第一模拟信号可以选择为微波信号；所述第二模拟信号可以选择为直流信号和/或脉冲信号；进而保证所述第一模拟信号和所述第二模拟信号的所述合成信号通过所述第一传输线12和所述第二传输线13的处理之后，可以得到对应的所述第一控制信号和所述第二控制信号。对于每一个所述量子比特11，均需要提供所述第一控制信号和所述第二控制信号；当所述量子比特11的个数较少即所述量子芯片1的位数较少时，需要提供的所述第一控制信号和所述第二控制信号的数量也比较少，所述量子芯片1设置数量较少的所述信号端口14即可实现对所述量子比特11的调控。然而，少数位的所述量子芯片1的计算能力也是有限的，随着量子计算技术的发展和进步，需要更多位数的所述量子芯片1来实施量子计算。当所述量子芯片1的位数增加到成千上万，即所述量子比特11的数量增加到成千上万时，任意一个所述量子比特11均需要施加至少2路调控信号(即第一控制信号和第二控制信号)，而每一路调控信号均需要通过对应的所述信号端口14施加到所述量子芯片1上，所述量子芯片1的所述信号端口14的集成将成为需要迫切解决的难题。本申请通过在所述量子芯片1上设置所述信号端口14用于接收包括第一模拟信号和/或第二模拟信号的合成信号，并设置所述第一传输线12，连接所述信号端口14，用于对所述合成信号进行处理并输出所述第一控制信号；以及设置所述第二传输线13，连接所述信号端口14，用于对所述合成信号进行处理并输出所述第二控制信号；将所述第一控制信号和/或第二控制信号传输到所述量子比特11，对所述量子比特11的量子态信息和频率信息进行调控。对于一个所述量子比特11而言，仅设置一个所述信号端口14，并通过分别连接的所述第一传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子芯片结构，其特征在于，所述量子芯片结构包括：/n信号端口，用于接收合成信号，所述合成信号包括第一模拟信号和/或第二模拟信号；/n第一传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第一控制信号；/n第二传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第二控制信号；/n量子比特，分别连接所述第一传输线和所述第二传输线，响应所述第一控制信号和/或第二控制信号；其中，所述量子比特的量子态信息受所述第一控制信号调控，所述量子比特的频率信息受所述第二控制信号调控。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子芯片结构，其特征在于，所述量子芯片结构包括：
信号端口，用于接收合成信号，所述合成信号包括第一模拟信号和/或第二模拟信号；
第一传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第一控制信号；
第二传输线，连接所述信号端口，用于对所述合成信号进行处理并输出第二控制信号；
量子比特，分别连接所述第一传输线和所述第二传输线，响应所述第一控制信号和/或第二控制信号；其中，所述量子比特的量子态信息受所述第一控制信号调控，所述量子比特的频率信息受所述第二控制信号调控。


2.根据权利要求1所述的量子芯片结构，其特征在于，所述第一传输线与所述量子比特之间设置有第一电容。


3.根据权利要求1所述的量子芯片结构，其特征在于，所述第二传输线与所述量子比特之间设置有第一电感。


4.根据权利要求1所述的量子芯片结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李松，孔伟成，李雪白，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34