在用于冷却量子计算设备的外壳中使用热化材料制造技术

提供了用于促进在用于量子计算设备的外壳中采用热化材料的设备、系统、方法和计算机实现的方法。根据实施例，一种系统可以包括量子计算设备和外壳，该外壳具有被布置在该外壳内的该量子计算设备。该系统还可包括布置在外壳内的热化材料，其中热化材料适于将低温设备热链接到量子计算设备。热链接到量子计算设备。热链接到量子计算设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在用于冷却量子计算设备的外壳中使用热化材料


[0001]本主题披露涉及量子计算设备，并且更具体地，涉及冷却量子计算设备。

技术介绍

[0002]量子计算通常是为了执行计算和信息处理功能的目的而使用量子力学现象，例如，量子计算可以采用量子物理来编码和处理信息，而不是基于晶体管的二进制数字技术。即，虽然经典计算机可以对0或1的位值进行操作，但是量子计算机对可以包括0和1的叠加的量子位(qubit)进行操作，可以纠缠多个量子位(qubit)，并且使用干扰来影响其他量子位。量子计算具有解决由于其计算复杂性而根本不能或出于所有实际目的由经典计算机解决的问题的潜力。
[0003]量子物理学的叠加原理可以促进允许量子位处于同时部分地表示“1”的值和“0”的值的状态。量子物理学的纠缠原理可以促进允许量子位彼此相关，使得量子位的组合状态不能被分解为单独的量子位状态。例如，第一量子位的状态可以取决于第二量子位的状态。这样，量子电路可以采用量子位来以可以显著不同于基于晶体管的二进制数字技术的方式编码和处理信息。
[0004]量子位热化限制了相干时间。需要相干性来执行量子门。量子位冷却需要最大化，同时仍然能够实现与室温电子设备的外部连接。目前，量子处理器芯片被封装在铜和PC板的装配件中。在现有技术的解决方案中，包含量子位的芯片的顶部部分没有到冷容器的直接链接(link)。
[0005]此外，芯片的底部部分可能不能有效地接触装配件的铜部分。热化可以依赖于力，其受构成芯片的硅的限制。热化也可依赖于环氧树脂、覆盖、界面缺陷等或受其影响。已知的解决方案不使用芯片的全部表面积来热化，因此受到限制。
[0006]因此，在本领域中需要解决上述问题。

技术实现思路

[0007]从第一方面来看，本专利技术提供了一种系统，包括：量子计算设备；外壳，量子计算设备被布置在外壳内；以及热化材料，其布置在外壳内，其中热化材料适于将低温设备(cryogenic device)热链接到量子计算设备。
[0008]从第一方面来看，本专利技术提供了一种方法，包括：形成外壳；将量子计算设备布置在外壳内；以及将热化材料提供到具有量子计算设备的外壳中，其中热化材料适于将低温设备热链接到量子计算设备。
[0009]以下给出了概述以提供对本专利技术的一个或多个实施例的基本理解。本概述不旨在标识关键或重要元素或描绘特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。在本文所述的一个或多个实施例中，描述了可以促进在用于冷却量子计算设备的外壳中使用热化材料的设备、系统、方法和计算机实现的方法。
[0010]根据实施例，一种系统可以包括布置在外壳内的量子计算设备。该系统可进一步包括热化材料，该热化材料进一步布置在外壳内，并且热化材料可适于将低温设备热链接到量子计算设备。
[0011]根据实施例，在该系统中，包含热化材料和量子计算设备的外壳可与低温设备耦合。在替代实施例中，在该系统中，代替固定到低温设备，该外壳可以是低温设备的一部分，例如形成为低温板的一部分。在一些实施方式中，低温设备可以是低温恒温器。
[0012]在该系统中，外壳可以被密封以防漏，从而包含液体热化材料。此外，在一些实施方式中，液体热化材料可以适于通过将量子计算设备浸没在液体热化材料中而将低温设备热链接到量子计算设备。可由一个或多个实施例使用的示例性液体热化材料是超流体氦。
[0013]在一个替代实施例中，热化材料可以是固体热化材料，其适于通过与量子计算设备接触将低温设备热链接到量子计算设备。可由一个或多个实施例使用的下文讨论的固体热化材料的示例是加压氦气。
[0014]在该系统的一些另外的实施例中，外壳可包括开口以促进将热化材料提供到外壳中。可由一个或多个实施例使用的促进这种提供的一种方法可使用单件式中空体(one
‑
piece hollow body)(例如，管)来限定进入外壳的流体路径。为了进一步促进这种提供，在本公开中布置在开口中的阀可以耦合到该单件式中空体。
[0015]在一个或多个实施例中，由单件式中空体限定的流体路径可横穿低温设备的多个段，例如，以促进从室温环境向外壳添加热化材料。此外，在添加加足够的热化材料后，可关闭阀，并可从单件式中空体中移除过量的热化材料，例如，移除至室温环境。
[0016]在该系统实施例的另一个特征中，该外壳可以包括与该量子计算设备交互的连接。例如，在一些实施方式中，该连接可以是进入外壳的气密微波馈通。在一个替代或附加的实施例中，该连接可以是与该量子计算设备的直流(DC)连接。
[0017]在另一个实施例中，一种方法可以包括形成外壳并且将量子计算设备布置在该外壳内。该方法还可以包括将热化材料提供到具有量子计算设备的外壳中，并且热化材料可以适于将低温设备热链接到量子计算设备。该方法的进一步实施例可包括将外壳耦合到低温设备。
[0018]在这些实施例中，该方法可进一步包括将限定流体通道的单件式中空体与布置在外壳的开口中的阀耦合，并且将热化材料提供到外壳中采用单件式中空体和处于打开状态的阀。在另外的实施例中，该方法可包括将阀改变为关闭状态，并从该单件式中空体中排出过量的热化材料。该方法可进一步包括布置，其中单件式中空体可横穿低温设备的多个温度段，从单件式中空体中排出过量的热化材料可防止多个温度段中的两个或更多个温度段之间的热短路，这可能是基于这种横穿。
[0019]为了促进对量子计算设备的访问，该方法还可以包括经由进入外壳中的低温连接器将微波源连接到量子计算设备。在附加的或替代的实施例中，该方法还可以包括经由进入外壳中的馈通将直流电源连接到量子计算设备。
附图说明
[0020]现在将参照优选实施例仅通过示例的方式描述本专利技术，如以下附图所示：
[0021]图1示出了根据本文描述的一个或多个实施例的、可以建立和维持用于量子计算
设备的操作的环境的稳定性方面的示例非限制性设备的侧视图。
[0022]图2示出了根据本文描述的一个或多个实施例的、可以建立和维持用于量子计算设备的操作的环境的稳定性方面的示例非限制性设备的侧视图。
[0023]图3示出了根据本文描述的一个或多个实施例的、可以促进在用于冷却量子计算设备的外壳中使用热化材料的示例非限制性设备的侧视图。
[0024]图4示出了根据本文描述的一个或多个实施例的、可以促进在用于冷却量子计算设备的外壳中使用热化材料的示例非限制性设备的侧视图。
[0025]图5示出了根据本文描述的一个或多个实施例的、可以促进在用于冷却量子计算设备的外壳中使用热化材料的示例非限制性设备的侧视图。
[0026]图6示出了根据本文描述的一个或多个实施例的、可以促进将热化材料提供到用于冷却量子计算设备的外壳中的示例非限制性设备的侧视图。
[0027]图7示出了根据本文描述的一个或多个实施例的、可以促进从用于冷却量子计算设备的外壳排出热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于冷却量子计算设备的系统，包括：量子计算设备；外壳，所述外壳具有被布置在所述外壳内的所述量子计算设备；以及热化材料，所述热化材料布置在所述外壳内，其中所述热化材料适于将低温设备热链接到所述量子计算设备。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述外壳耦合到所述低温设备。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述低温设备是稀释制冷机，并且其中所述外壳耦合到所述稀释制冷机的混合室板。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述外壳是所述低温设备的一部分。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述外壳是防漏的，并且其中所述热化材料包括液体热化材料。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述热化材料适于通过将所述量子计算设备浸没在所述热化材料中来将所述低温设备热链接到所述量子计算设备。7.根据权利要求5或6所述的系统，其中所述液体热化材料是超流体氦。8.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述热化材料包括固体热化材料，并且其中所述热化材料适于通过所述热化材料接触所述量子计算设备来将所述低温设备热链接到所述量子计算设备。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述外壳包括外壳开口以促进在其中提供所述热化材料。10.根据权利要求9所述的系统，还包括：限定流体路径的单件式中空体；以及阀，所述阀耦合到所述单件式中空体，其中所述外壳开口包括所述阀，并且其中所述流体路径横穿所述低温设备的多个级。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述阀促进阻塞所述外壳开口，以促进从所述单件...

【专利技术属性】
技术研发人员：S哈特，DF博戈林，NT布隆，P高曼，SB奥利瓦德斯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：