The present invention provides a quantum chip and method for coupling multiple qubits with an adjustable quantum data bus, which belongs to the field of microwave circuits. The quantum chip includes a substrate and a classic data bus and qubits printed on the substrate. The classical data bus includes the input port and the output port; the tunable quantum is adjustable. The data bus consists of a half wavelength coplanar waveguide resonant cavity and a resonant cavity resonant frequency adjusting element, which connects the qubit through a coupling structure. The resonant cavity resonant frequency adjusting element is set at the central position of the tunable quantum data bus, one end of the reading resonant cavity of the qubit and the classical number described. According to the bus connection, the other end is connected to the qubit. The invention can match the signal of the specified frequency in the regulated / read signal with the corresponding qubit / read resonant cavity, and the control and signal processing of the multiple qubit chips can be greatly reduced.
【技术实现步骤摘要】
一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片和方法
本专利技术属于微波电路领域,具体地说,涉及一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片。
技术介绍
目前国际上主流的固态量子芯片研究团队,都已经进入多量子比特集成的开发阶段。多家顶尖团队均先后提出了自己的集成方案。每种集成方案都有自己的缺陷,主要体现在两个方面,一个是芯片复杂度上升导致其性能的下降,另一个是量子比特数目增加对于硬件测控系统需求的提升。尤其是后者,如果每个量子比特都需要单独的读取和调控通道,那么整个量子芯片测控平台的规模必须同比例增加,耗费大量的资源与人力。我们希望在尽可能不影响量子芯片性能的前提下,优化其结构设计,精简量子芯片测控平台并且提升对量子芯片调控的灵活度,使得我们设计的量子芯片更容易实现通用量子算法等功能。中国专利申请号201710432975.5,公开日2017年8月18日的专利申请文件,公开了一种量子芯片、量子数据总线、微波传输线谐振腔及制备方法,其中,所述微波传输线谐振腔从同一个中心节点出发,利用传输线延伸至多个终端,每一个终端都可以用于耦合一至两个量子比特,从而增加了微波传输线谐振腔能够耦合的量子比特数量;并且所述微波传输线谐振腔较现有技术中的微波谐振腔能够耦合的量子比特数量更多,不需要通过增加微波谐振腔数量的方式来增加量子芯片能够耦合的量子比特数量,降低了能够耦合多量子比特的量子芯片的结构设计复杂性。上述专利申请公开了不可调量子数据总线下量子比特耦合技术,在实际工作时,每个量子比特都需要额外的单独调节,容易带来大量额外的噪声,导致量子比特相干时间的下降。专利技术 ...
【技术保护点】
一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片,包括基片以及印刷在所述基片上的经典数据总线(5)和量子比特(3),其特征在于:所述的经典数据总线(5)包括输入端口(51)和输出端口(52);还包括,可调量子数据总线(1),所述的可调量子数据总线(1)包括半波长共面波导谐振腔(12)和谐振腔谐振频率调节元件(11),其通过耦合结构(14)连接所述的量子比特(3),所述的谐振腔谐振频率调节元件(11)设置在所述的可调量子数据总线(1)的中心位置;量子比特的读取谐振腔(4),所述的量子比特的读取谐振腔(4)一端与所述的经典数据总线(5)连接,另一端与所述的量子比特(3)连接。
【技术特征摘要】
1.一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片,包括基片以及印刷在所述基片上的经典数据总线(5)和量子比特(3),其特征在于:所述的经典数据总线(5)包括输入端口(51)和输出端口(52);还包括,可调量子数据总线(1),所述的可调量子数据总线(1)包括半波长共面波导谐振腔(12)和谐振腔谐振频率调节元件(11),其通过耦合结构(14)连接所述的量子比特(3),所述的谐振腔谐振频率调节元件(11)设置在所述的可调量子数据总线(1)的中心位置;量子比特的读取谐振腔(4),所述的量子比特的读取谐振腔(4)一端与所述的经典数据总线(5)连接,另一端与所述的量子比特(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片,其特征在于:所述的谐振腔谐振频率调节元件(11)为可调电感结构;所述的可调电感结构为SQUID。3.根据权利要求2所述的一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片,其特征在于:还包括量子数据总线的调控线(2),所述的量子数据总线的调控线(2)是一根可以同时输入直流与微波脉冲的复合调控线,其包括调节线引线(22)和调节线末端(21),所述的调节线末端(21)接地,且与所述的SQUID相距5-20μm。4.根据权利要求3所述的一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片,其特征在于:所述的量子比特(3)数量至少为3个;所述的量子比特的读取谐振腔(4)数量与所述的量子比特(3)数量对应。5.一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的方法,采用权利要求4所述的一种使用可调量子数据总线耦合多量子比特的量子芯片,包括如...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨夏,朱美珍,
申请(专利权)人:合肥本源量子计算科技有限责任公司,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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