使用时间相关切换在微波域中路由量子信号制造技术

技术涉及配置超导路由器。超导路由器以第一模式操作。端口被配置为在第一模式中处于反射以反射信号。超导路由器以第二模式操作。给定的一对端口连接在一起并且在第二模式中处于传输，使得允许信号在给定的一对端口之间通过。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用时间相关切换在微波域中路由量子信号
技术介绍
本专利技术涉及超导电子器件，更具体地说，涉及使用时间相关切换在微波域中量子信号的循环/路由。射频(RF)和微波开关是用于通过传输路径路由高频信号的设备。射频和微波开关广泛用于微波测试系统，用于仪器和设备之间的信号路由。将开关结合到开关矩阵系统中使得能够将来自多个仪器的信号路由到单个或多个设备。与电气开关类似，RF和微波开关具有不同的配置，可灵活地为许多不同的应用创建复杂的矩阵和自动测试系统。在物理学和计算机科学中，量子信息是在量子系统状态下保存的信息。量子信息是量子信息理论研究的基本实体，可以使用称为量子信息处理的工程技术进行操纵。像经典信息可以用数字计算机处理、从一个地方传送到另一个地方、用算法操纵并且可以用计算机科学的数学分析那样，类似的概念适用于量子信息。诸如超导量子位的量子系统对电磁噪声非常敏感，特别是在微波和红外域中。
技术实现思路
根据一个或多个实施例，提供了一种配置超导路由器的方法。该方法包括以第一模式操作超导路由器，其中在第一模式中端口被配置为处于反射以反射信号。而且，该方法包括以第二模式操作超导路由器，其中在第二模式中给定的一对端口连接在一起并且处于传输，使得允许信号在给定的一对端口之间通过。根据一个或多个实施例，提供了一种配置超导循环器的方法。该方法包括操作超导循环器以在输出端口处于反射时在输入端口处接收读出(readout)信号。读出信号将通过公共端口传输到量子系统，并且读出信号被配置为使反射的读出信号从量子系统谐振回来。而且，该方法包括操作超导循环器以在输入端口处于反射时在输出端口输出反射的读出信号。根据一个或多个实施例，提供了一种超导路由器。超导路由器包括被配置为以第一模式和第二模式操作的端口。在第一模式中，端口被配置为处于反射以反射信号。超导路由器包括被配置为以第二模式操作的给定的一对端口。在第二模式中，给定的一对端口连接在一起并且处于传输，使得允许信号在给定的一对端口之间通过。根据一个或多个实施例，提供了一种超导循环器。超导循环器包括连接到第一可调滤波器的输入端口，使得输入端口配置为以第一模式和第二模式操作，以及连接到第二可调滤波器的输出端口，使得输出端口配置为以第一模式和第二模式操作。在第一模式中，输入端口被配置为在输出端口处于反射时接收读出信号，并且读出信号将通过公共端口传输到量子系统。读出信号被配置为使反射的读出信号从量子系统谐振回来。在第二模式中，输出端口被配置为在输入端口处于反射时输出反射的读出信号。根据一个或多个实施例，提供了一种系统。该系统包括量子系统和连接到量子系统的超导微波开关。超导微波开关被配置为在输入端口处接收读出信号，并且读出信号将通过公共端口传输到量子系统。超导微波开关被配置为在输出端口输出反射的读出信号，并且反射的读出信号来自量子系统。附图说明现在将参考附图仅通过示例的方式描述本专利技术的实施例，附图中：图1是根据一个或多个实施例的超导微波开关/路由器的示意图。图2是根据一个或多个实施例的图1的超导微波开关/路由器的框图。图3是根据一个或多个实施例的、显示了传输作为操作模式的超导微波开关/路由器的示意图。图4是根据一个或多个实施例的、显示了反射作为操作模式的超导微波开关/路由器的示意图。图5是根据一个或多个实施例的超导微波开关/路由器的示意图。图6是根据一个或多个实施例的图5的超导微波开关/路由器的框图。图7是根据一个或多个实施例的超导微波开关/路由器的示意图。图8是根据一个或多个实施例的超导微波开关/路由器的示意图。图9是根据一个或多个实施例的N端口超导微波开关/路由器的示意图。图10是根据一个或多个实施例的配置超导微波开关/路由器的方法的流程图。图11是根据一个或多个实施例的配置超导微波开关/路由器的方法的流程图。图12是根据一个或多个实施例的配置超导微波开关/路由器的方法的流程图。图13是根据一个或多个实施例的配置超导微波开关/路由器的方法的流程图。图14是根据一个或多个实施例的、可以在任意节点对之间进行连接的超导微波开关/路由器的简化视图。图15A描绘了根据一个或多个实施例的具有处于反射的所有可调滤波器的超导微波开关/路由器。图15B描绘了根据一个或多个实施例的超导微波开关/路由器，其处于允许在两个端口之间传输的配置。图15C描绘了根据一个或多个实施例的超导微波开关/路由器，其处于允许在两个端口之间传输的配置。图15D描绘了根据一个或多个实施例的超导微波开关/路由器，其处于允许在两个端口之间传输的配置。图16A描绘了根据一个或多个实施例的第一定时的示例场景。图16B描绘了根据一个或多个实施例的第二定时的示例场景。图16C描绘了根据一个或多个实施例的第三定时的示例场景。图16D描绘了根据一个或多个实施例的第四定时的示例场景。图17是根据一个或多个实施例的配置超导路由器的方法的流程图。图18是根据一个或多个实施例的配置超导循环器的方法的流程图。具体实施方式这里参考相关附图描述了各种实施例。在不脱离本文件的范围的情况下，可以设计替代实施例。应注意，在以下描述和附图中的元件之间阐述了各种连接和位置关系(例如，上方、下方、相邻等)。除非另有说明，否则这些连接和/或位置关系可以是直接的或间接的，并且不旨在限制这方面。因此，实体的耦合可以指直接或间接耦合，并且实体之间的位置关系可以是直接或间接的位置关系。作为间接位置关系的示例，在层“B”上形成层“A”包括其中一个或多个中间层(例如，层“C”)在层“A”和层“B”之间的情况。只要层“A”和层“B”的相关特性和功能基本上不被中间层改变。根据一个或多个实施例，超导(或无损耗)微波开关/路由器允许按需在电路的不同节点之间或在不同端口之间路由量子信号。超导微波开关可以在量子信息处理领域具有许多应用。例如，超导微波开关可用于时间复用读出、时间复用驱动(例如，交叉共振驱动)、若干设备的时间复用表征、量子系统对之间的时间复用相互作用、信号的时间相关循环等。根据一个或多个实施例，提供了一种可以具有一个输入端口和N个输出端口的超导微波开关。而且，超导微波开关可以具有一个输出端口和N个输入端口。超导微波设备的端口中的每一个设计成具有相同的特性阻抗Z0。在一个实现中，每个输入-输出对通过可调低通滤波器连接，其截止频率可以使用所施加的磁通量原位调谐。可调低通滤波器可以使用梯形串联电感元件(例如，直流(DC)超导量子干涉装置(SQUID))和并联电容元件(例如，集总元件电容器)来实现。在另一个实现中，每个输入-输出对可以通过可调高通滤波器连接，其截止频率可以使用所施加的磁通量原位调谐，并且可调高通滤波器可以使用串联电容元件(例如，集总元件电容器)和并联电感元件(例如，DC-SQUID)来实现。现在转向图，图1是根据一个或多个实施例的超导微波开关/路由器100的示意图。图1示出了基于可调滤波器20的超导微波开关/路由器100的构建块。在该示例中，可调滤波器20是可调低通滤波器(TLPF)。在该示例中，微波开关/路由器100包括端口10，例如端口1和2。端口10是输入和输出端口。可调滤波器20包括一个或多个单元电池60。每个单元电池60包括被指定为可变电感元件L1(其他示例包括下面进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配置超导路由器的方法，该方法包括：以第一模式操作超导路由器，其中在第一模式中端口被配置为处于反射以反射信号；以及以第二模式操作超导路由器，其中在第二模式中给定的一对端口连接在一起并且处于传输，使得允许信号在给定的一对端口之间通过。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 US 15/275,5091.一种配置超导路由器的方法，该方法包括：以第一模式操作超导路由器，其中在第一模式中端口被配置为处于反射以反射信号；以及以第二模式操作超导路由器，其中在第二模式中给定的一对端口连接在一起并且处于传输，使得允许信号在给定的一对端口之间通过。2.如权利要求1所述的方法，其中端口在第一模式中对于信号的预定频率处于反射。3.如权利要求1所述的方法，其中给定的一对端口在第二模式中对于预定频率处于传输。4.如权利要求1所述的方法，其中端口被配置为彼此隔离，使得任何端口可控以与另一端口隔离。5.如权利要求1所述的方法，其中超导路由器包括超导材料。6.如权利要求1所述的方法，其中超导路由器包括与端口相关联的可调滤波器，使得可调滤波器可控以便以第一模式和第二模式操作。7.如权利要求6所述的方法，其中可调滤波器被配置为根据第一模式和第二模式以开路开关和闭合开关操作。8.如权利要求1所述的方法，其中在第二模式中，对于信号的预定频率，给定的一对端口处于传输而其他端口处于反射。9.如权利要求1所述的方法，其中信号位于微波域。10.如权利要求1所述的方法，其中给定的一对端口与时间相关，使得给定的一对端口的选择被配置为根据预定的时间方案改变。11.如权利要求1所述的方法，其中给定的一对端口被配置为从端口中任意选择。12.如权利要求1所述的方法，其中给定的一对端口被配置为在限定的时间从端口中选择。13.如权利要求1所述的方法，其中超导路由器是具有超导材料的无损微波开关。14.一种配置超导循环器的方法，该方法包括：操作超导循环器以在输出端口处于反射时在输入端口处接收读出信号，其中读出信号将通过公共端口传送到良子系统，并且读出信号被配置为使反射的读出信号从量子系统谐振回来；以及操作超导循环器以在输入端口处于反射时在输出端口输出反射的读出信号。15.如权利要求14所述的方法，其中延迟线延迟读出信号和反射的读出信号的传输。16.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·阿布多，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US