一种量子芯片及量子计算机制造技术

本申请公开了一种量子芯片及量子计算机，属于量子计算技术领域。所述量子芯片，包括：超导量子干涉装置；以及超导量子干涉装置的磁通量调控结构，包括传输主线，及至少两条并联且均与传输主线电连接的传输支线，传输支线均与超导量子干涉装置耦合，并且在超导量子干涉装置处，各传输支线的感应磁场的方向不完全一致。经传输主线引入的噪声通过传输支线分流，分流后每一传输支线噪声的强度均有所降低，并且分流后的至少两路噪声在超导量子干涉装置处产生的感应磁场相互作用后强度削弱，从而抑制了对量子比特频率调控的干扰。制了对量子比特频率调控的干扰。制了对量子比特频率调控的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种量子芯片及量子计算机


[0001]本申请属于量子信息领域，尤其是量子计算
，特别地，本申请涉及一种量子芯片及量子计算机。

技术介绍

[0002]位于量子芯片上的量子比特是执行量子计算的基本单元，通过对量子比特的频率的调控可以调整量子比特性能，从而实现一系列的操作。量子比特的频率的调控可以通过改变在量子比特的squid区域的磁通量实现。通常采用的磁通量调控结构是一种微波传输线，在该传输线上施加的电流信号产生感应磁场，改变电流信号即可改变在squid区域产生的磁通量。由于量子比特对于磁通格外敏感，传输线上引入的噪声很容易干扰量子比特的频率的调控精度。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是提供一种量子芯片及量子计算机，以降低磁通量调控结构引入的噪声对量子比特频率调控的干扰。
[0004]本申请的一个实施例提供了一种量子芯片，包括：超导量子干涉装置；以及超导量子干涉装置的磁通量调控结构，包括传输主线，及至少两条并联且均与传输主线电连接的传输支线，传输支线均与超导量子干涉装置耦合，并且在超导量子干涉装置处，各传输支线的感应磁场的方向不完全一致。
[0005]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，传输支线的数量为两条，且两条传输支线的感应磁场在超导量子干涉装置处的方向相反。
[0006]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，传输支线和超导量子干涉装置的布置形式包括如下之一：
[0007]布置形式一：超导量子干涉装置位于该两条传输支线的相同一侧，且一条传输支线由距离传输主线的近端至远端的延伸方向，与另一条传输支线由距离传输主线的近端至远端的延伸方向相反；
[0008]布置形式二：超导量子干涉装置的正投影或超导量子干涉装置位于该两条传输支线之间，且一条传输支线由距离传输主线的近端至远端的延伸方向，与另一条传输支线由距离传输主线的近端至远端的延伸方向相同。
[0009]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，两条传输支线的宽度不相同。
[0010]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，两条传输支线在超导量子干涉装置处的正投影长度不相同。
[0011]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，两条传输支线与超导量子干涉装置的距离不相同。
[0012]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，超导量子干涉装置位于第一表面，磁通量调控结构位于第二表面。
[0013]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，第一表面和第二表面为同一衬底的相对两个表面。
[0014]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，第一表面和第二表面为位于不同衬底且相对置的两个表面。
[0015]如上所述的量子芯片，在一些实施方式中，所述衬底包括：氧化铝基板、石英玻璃基板、陶瓷基板、蓝宝石基板。
[0016]本申请的另一个实施例提供了一种量子计算机，包括如上所述的量子芯片。
[0017]与现有技术相比，在本申请提供的量子芯片中，调控超导量子干涉装置的磁通量调控结构，包括传输主线及至少两条并联且均与传输主线电连接的传输支线，传输支线均与超导量子干涉装置耦合，并且在超导量子干涉装置处，各传输支线的感应磁场的方向不完全一致，这种结构形式使得经传输主线引入的噪声通过传输支线分流，分流后每一传输支线的噪声强度均有所降低，并且与不分流直接产生感应磁场进行调控的结构形式相比，分流后的至少两路噪声在超导量子干涉装置处产生的感应磁场相互作用后强度削弱，从而在一定程度上抑制了噪声对量子比特频率调控的干扰。
附图说明
[0018]图1为相关技术中量子芯片上量子比特的结构示意图；
[0019]图2为本申请的第一个实施例提供的一种量子芯片的结构示意图；
[0020]图3为本申请的第二个实施例提供的一种量子芯片的结构示意图；
[0021]图4为本申请的第三个实施例提供的一种量子芯片的结构示意图；
[0022]图5为本申请的第四个实施例提供的一种量子芯片的结构示意图；
[0023]图6为本申请的第五个实施例提供的一种量子芯片的结构示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]1－超导量子干涉装置，11－第一约瑟夫森结，12－第二约瑟夫森结，13－第一端，14－第二端；
[0026]2－磁通量调控结构，20－传输主线，21－第一传输支线，22－第二传输支线，23－第三传输支线。
具体实施方式
[0027]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。
[0028]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，现在参考附图描述一个或多个实施例，其中，贯穿全文相似的附图标记用于指代相似的组件。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对一个或多个实施例的更透彻的理解。然而，很明显，在各种情况下，可以在没有这些具体细节的情况下实践一个或多个实施例，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
[0029]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或
描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0030]另外，应该理解的是，当层(或膜)、区域、图案或结构被称作在衬底、层(或膜)、区域和/或图案“上”时，它可以直接位于另一个层或衬底上，和/或还可以存在插入层。另外，应该理解，当层被称作在另一个层“下”时，它可以直接位于另一个层下，和/或还可以存在一个或多个插入层。另外，可以基于附图进行关于在各层“上”和“下”的指代。
[0031]量子比特为一个遵循量子力学规律的二能级系统，可以处于0和1的任意叠加状态，是量子计算的基本单元。根据构建量子比特所采用的不同物理体系，量子比特在物理实现方式上包括超导量子电路、半导体量子点、离子阱、金刚石空位、拓扑量子、光子等。超导量子计算是目前进展最快最好的一种固体量子计算实现方法。由于超导量子电路的能级结构可通过外加电磁信号进行调控，电路的设计定制的可控性强。同时，得益于基于现有的成熟集成电路工艺，超导量子电路具有多数量子物理体系难以比拟的可扩展性。
[0032]在基于超导量子电路的量子芯片中，包含量子比特和微波谐振腔等超导电路结构。量子比特是利用电容和具有非线性电感特性的约瑟夫森结和构成的二能级系统。通过设计成不同形状，实现不同目标的电容电感等电学参数状态。Transmons量子比特形状形似“+”形，由一个十字形的电容以及连接电容的一个分支末端的超导量子干涉装置(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子芯片，其特征在于，包括：超导量子干涉装置；以及磁通量调控结构，包括传输主线，及至少两条并联且均与传输主线电连接的传输支线，传输支线均与超导量子干涉装置耦合，并且在超导量子干涉装置处，各传输支线的感应磁场的方向不完全一致。2.根据权利要求1所述的量子芯片，其特征在于，传输支线的数量为两条，且两条传输支线的感应磁场在超导量子干涉装置处的方向相反。3.根据权利要求2所述的量子芯片，其特征在于，传输支线和超导量子干涉装置的布置形式包括如下之一：布置形式一：超导量子干涉装置位于该两条传输支线的相同一侧，且一条传输支线由距离传输主线的近端至远端的延伸方向，与另一条传输支线由距离传输主线的近端至远端的延伸方向相反；布置形式二：超导量子干涉装置的正投影或超导量子干涉装置位于该两条传输支线之间，且一条传输支线由距离传输主线的近端至远端...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾健豪，李业，李松，
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：