本发明专利技术公开了一种二能级缺陷的空间分布的测量方法及测量装置。该测量方法包括：对超导量子待测样品施加预设偏置磁场；根据超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线确定能级回避交叉点的坐标点，能级回避交叉点的坐标点对应于待测样品中的二能级缺陷；通过二能级缺陷的空间分布的测量装置的探针依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力，其中，超导量子待测样品的表面包括N个待测区域，N大于或等于1；确定每个待测区域的二能级缺陷的数量，其中，每个待测区域内能级回避交叉点的坐标点随着应力的变化出现变化的数量即该待测区域存在二能级缺陷的数量。本发明专利技术实施例提供的技术方案可以表征二能级缺陷的空间分布情况。缺陷的空间分布情况。缺陷的空间分布情况。
【技术实现步骤摘要】
一种二能级缺陷的空间分布的测量方法及测量装置
[0001]本专利技术涉及超导量子芯片
，尤其涉及一种二能级缺陷的空间分布的测量方法及测量装置。
技术介绍
[0002]量子计算机是利用量子力学的原理进行计算来解决一些经典计算难以解决的问题，在密码安全、人工智能、生化制药模拟等方面都有着远超经典计算机的能力。超导量子计算以其在可控性、低损耗以及可扩展性等方面的优势被普遍认为是最有可能率先实现实用化量子计算的方案之一。尽管超导量子计算已经取得了较大的发展，但为了运行具有使用价值的量子算法，还需要进一步提高比特的数量和质量。然而，超导量子芯片在材料生长和器件加工过程中引入的二能级缺陷（Two Level System,TLS）会引起量子比特的能量耗散，导致比特退相干，严重影响比特质量。因此，研究二能级缺陷的机制，抑制芯片生产过程中二能级缺陷的形成，对提高超导量子芯片的退相干时间有着至关重要的调控作用。
[0003]现有技术中的二能级缺陷的空间分布的测量方法及测量装置通常是对整个超导量子比特构成的表界面中的二能级缺陷进行调控并测量，无法单独对超导量子比特构成的表界面某一区域的二能级缺陷进行调控并测量，不具有表征二能级缺陷的空间分布的能力。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种二能级缺陷的空间分布的测量方法及测量装置，以表征二能级缺陷的空间分布情况。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种二能级缺陷的空间分布的测量方法，包括：对超导量子待测样品施加预设偏置磁场，并获取所述超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线，其中，所述超导量子待测样品包括超导量子比特构成的表界面；根据所述超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线确定能级回避交叉点的坐标点，其中，所述能级回避交叉点的坐标点对应于所述待测样品中的二能级缺陷；通过二能级缺陷的空间分布的测量装置的探针依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力，其中，所述超导量子待测样品的表面包括N个待测区域，所述N大于或等于1；确定每个待测区域的二能级缺陷的数量，其中，每个待测区域内能级回避交叉点的坐标点随着应力的变化出现变化的数量即该待测区域存在二能级缺陷的数量。
[0006]可选地，通过二能级缺陷的空间分布的测量装置的探针依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力包括：通过二能级缺陷的空间分布的测量装置的探针在第一方向、第二方向以及第三方向运动进而依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力，其中，所述第一方向、所述
第二方向和所述第三方向两两垂直，所述第一方向和所述第二方向均平行于所述超导量子待测样品的表面，所述第三方向垂直于所述超导量子待测样品的表面。
[0007]可选地，确定每个待测区域的二能级缺陷的数量，其中，每个待测区域内能级回避交叉点的坐标点随着应力的变化出现变化的数量即该待测区域存在二能级缺陷的数量之后还包括：将存在二能级缺陷的应力施加点的位置以及对应的二能级缺陷数量进行绘制，获取所述超导量子待测样品表面的二级能缺陷的空间分布图。
[0008]根据本专利技术的另一方面，提供了一种二能级缺陷的空间分布的测量装置，包括偏置磁场产生设备、应力施加设备和处理器；所述偏置磁场产生设备用于对超导量子待测样品施加预设偏置磁场，所述处理器获取要获取所述超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线，所述偏置磁场产生设备与所述处理器连接，其中，所述超导量子待测样品包括超导量子比特构成的表界面；所述处理器还用于根据所述超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线确定能级回避交叉点的坐标点，其中，所述能级回避交叉点的坐标点对应于所述待测样品中的二能级缺陷,所述偏置磁场产生设备与所述处理器连接；所述应力施加设备包括探针，所述探针依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力，所述应力施加设备与所述处理器连接，其中，所述超导量子待测样品的表面包括N个待测区域，所述N大于或等于1；所述处理器还用于确定每个待测区域的二能级缺陷的数量，其中，每个待测区域内能级回避交叉点的坐标点随着应力的变化出现变化的数量即该待测区域存在二能级缺陷的数量。
[0009]可选地，所述应力施加设备还包括连接杆和探针驱动结构，所述连接杆的第一端与所述探针连接，所述连接杆的第二端与所述探针驱动结构的动力输出端连接，所述探针驱动结构用于通过所述连接杆带动所述探针第一方向、第二方向以及第三方向运动，进而依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，所述第一方向和所述第二方向均平行于所述超导量子待测样品的表面，所述第三方向垂直于所述超导量子待测样品的表面。
[0010]可选地，所述处理器还用于将存在二能级缺陷的应力施加点的位置以及对应的二能级缺陷数量进行绘制，获取所述超导量子待测样品表面的二级能缺陷的空间分布图。
[0011]可选地，还包括外壳和样品支撑台；所述外壳内设置有金属墙，所述金属墙将所述外壳内部的区域划分为样品区域和驱动区域；所述样品支撑台位于所述样品区域；所述连接杆穿过所述金属墙，所述连接杆的第一端以及所述探针位于所述样品区域，所述连接杆的第二端和所述探针驱动结构位于所述驱动区域。
[0012]可选地，所述二能级缺陷的空间分布的测量装置还包括样品盒；所述样品支撑台包括架高平台，所述架高平台包括支撑台和位于所述支撑台下的散热空腔；
所述样品盒位于所述支撑台上，所述超导量子待测样品位于所述样品盒内，所述探针以及所述连接杆的第一端穿过所述样品盒上的开口结构，位于所述样品盒内。
[0013]可选地，所述探针驱动结构包括纳米位移台。
[0014]可选地，所述探针包括原子力显微镜探针。
[0015]本专利技术实施例提供的技术方案，对超导量子比特施加偏置磁场，并获取超导量子比特的频率
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偏置磁通的关系，当超导量子比特的频率和二能级缺陷的频率相等时，在频谱上形成能级回避交叉点。然后通过二能级缺陷的空间分布的测量装置的探针依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力，若超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线中的能级回避交叉点的坐标点随着应力的变化出现变化，则探针对应于超导量子待测样品表面的待测区域的应力施加点存在二能级缺陷，因此通过每个待测区域内能级回避交叉点的坐标点随着应力的变化出现变化的数量便可以确定该待测区域存在二能级缺陷的数量，从而实现了表征二能级缺陷的空间分布情况。其中，相比电场仅能实现对超导量子比特构成的表界面中表面的二能级缺陷的调控作用，应力对二能级缺陷的调控作用过程中，通过控制探针按压在超导量子比特构成的表界面的深度，可以同时对超导量子比特构成的表界面中表面和内部的二能级缺陷进行调控，进而提高了表征二能级缺陷的空间分布情况的准确度。
[0016]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二能级缺陷的空间分布的测量方法，其特征在于，包括：对超导量子待测样品施加预设偏置磁场，并获取所述超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线，其中，所述超导量子待测样品包括超导量子比特构成的表界面；根据所述超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线确定能级回避交叉点的坐标点，其中，所述能级回避交叉点的坐标点对应于所述待测样品中的二能级缺陷；通过二能级缺陷的空间分布的测量装置的探针依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力，其中，所述超导量子待测样品的表面包括N个待测区域，所述N大于或等于1；确定每个待测区域的二能级缺陷的数量，其中，每个待测区域内能级回避交叉点的坐标点随着应力的变化出现变化的数量即该待测区域存在二能级缺陷的数量。2.根据权利要求1所述的二能级缺陷的空间分布的测量方法，其特征在于，通过二能级缺陷的空间分布的测量装置的探针依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力包括：通过二能级缺陷的空间分布的测量装置的探针在第一方向、第二方向以及第三方向运动进而依次对N个待测区域施加按照预设规律变化的应力，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直，所述第一方向和所述第二方向均平行于所述超导量子待测样品的表面，所述第三方向垂直于所述超导量子待测样品的表面。3.根据权利要求1所述的二能级缺陷的空间分布的测量方法，其特征在于，确定每个待测区域的二能级缺陷的数量，其中，每个待测区域内能级回避交叉点的坐标点随着应力的变化出现变化的数量即该待测区域存在二能级缺陷的数量之后还包括：将存在二能级缺陷的应力施加点的位置以及对应的二能级缺陷数量进行绘制，获取所述超导量子待测样品表面的二级能缺陷的空间分布图。4.一种二能级缺陷的空间分布的测量装置，其特征在于，包括偏置磁场产生设备、应力施加设备和处理器；所述偏置磁场产生设备用于对超导量子待测样品施加预设偏置磁场，所述处理器获取要获取所述超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线，所述偏置磁场产生设备与所述处理器连接，其中，所述超导量子待测样品包括超导量子比特构成的表界面；所述处理器还用于根据所述超导量子待测样品的超导量子比特的频率和偏置磁通的关系曲线确定能级回避交叉点的坐标点，其中，所述能级回避交叉点的坐标点对应于所述待测样品中的二能级缺陷,所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：周博艺，冯加贵，熊康林，
申请(专利权)人：材料科学姑苏实验室，
类型：发明
国别省市：
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