一种超导量子计算芯片制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种超导量子计算芯片，超导量子计算芯片包括衬底和设置于衬底上的滤波器；滤波器包括至少一个电容和至少一个电感，至少一个电容与至少一个电感电连接。本发明专利技术实施例提供的超导量子计算芯片，采用电容和电感等集总元件形成超导量子计算芯片中的滤波器，由于集总元件形成的滤波器较小的器件尺寸即可达到较好的滤波性能，因此在保证滤波器具有较小的尺寸保证滤波器能够集成到超导量子计算芯片上的同时，可以有效提高滤波器的滤波性能。

A superconducting quantum computing chip

The embodiment of the invention discloses a superconducting quantum computing chip, which comprises a substrate and a filter arranged on the substrate; the filter comprises at least one capacitance and at least one inductance, and at least one capacitance is electrically connected with at least one inductance. The superconducting quantum computing chip provided by the embodiment of the invention adopts the lumped elements such as capacitance and inductance to form the filter in the superconducting quantum computing chip. Since the filter formed by the lumped elements can achieve better filtering performance with smaller device size, the filter can be integrated into the superconducting quantum computing chip with smaller size In order to effectively improve the filter performance.

【技术实现步骤摘要】
一种超导量子计算芯片
本专利技术实施例涉及超导量子技术，尤其涉及一种超导量子计算芯片。
技术介绍
目前，超导量子计算系统已经得到了广泛的研究和应用,采用普赛尔滤波器来延长量子计算系统中的信息保存时间也已经在理论上被证明过，并在实验上有许多的应用和演示。目前，现有的滤波器存在带宽较小性能有限或带宽较大但占用面积也较大无法集成在芯片上的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种超导量子计算芯片，采用电容和电感等集总元件形成超导量子计算芯片中的滤波器，由于集总元件形成的滤波器较小的器件尺寸即可达到较好的滤波性能，因此在保证滤波器具有较小的尺寸保证滤波器能够集成到超导量子计算芯片上的同时，可以有效提高滤波器的滤波性能。第一方面，本专利技术实施例提供了一种超导量子计算芯片，该超导量子计算芯片包括衬底和设置于衬底上的滤波器；滤波器包括至少一个电容和至少一个电感，至少一个电容与至少一个电感电连接。可选的，至少一个电容的极板为金属材质的极板，至少一个电感的线圈为金属线圈。可选的，电容的一个极板与电感的一端接触实现电连接。可选的，至少一个电容和至少一个电感在衬底上的垂直投影为矩形。可选的，滤波器在衬底上的垂直投影为轴对称图形。可选的，至少一个电容的极板在衬底的垂直投影最大尺寸、极板间距离和至少一个电感在衬底的垂直投影的最大尺寸均为几十微米到几百微米。可选的，超导量子计算芯片还包括金属层，滤波器通过金属层与外部电路电连接。可选的，金属层沿垂直于衬底方向的厚度为100μm。本专利技术实施例提供的超导量子计算芯片，包括衬底和设置于衬底上的滤波器，滤波器包括至少一个电容和至少一个电感，至少一个电容与至少一个电感电连接。本专利技术实施例采用电容和电感等集总元件形成超导量子计算芯片中的滤波器，由于集总元件形成的滤波器较小的器件尺寸即可达到较好的滤波性能，因此本实施例的方案在保证滤波器具有较小的尺寸保证滤波器能够集成到超导量子计算芯片上的同时，可以有效提高滤波器的滤波性能。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种超导量子计算芯片的结构框图；图2是本专利技术实施例提供的一种滤波器的原理图；图3是本专利技术实施例提供的一种滤波器在衬底上的垂直投影的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种滤波器的仿真校验示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。基于现有的滤波器存在带宽较小性能有限或带宽较大但占用面积也较大无法集成在芯片上的问题，本实施例提供了一种超导量子计算芯片，本实施例可适用于应用超导量子计算芯片的超导量子器件，图1是本专利技术实施例提供的一种超导量子计算芯片的结构框图，参考图1，该超导量子计算芯片包括衬底10和设置于衬底上的滤波器20；滤波器20包括至少一个电容21和至少一个电感22，至少一个电容21与至少一个电感22电连接。具体的，滤波器20采用电感和电容等集总元件构成，至少一个电容21和至少一个电感22可以通过电子束光刻和氦离子刻蚀等方式集成芯片上。需要说明的是，电容和电感的数量根据实际情况确定，本实施例在此不做具体限定。示例性地，滤波器20可包括多个电容和多个电感。本实施例提供的超导量子计算芯片，包括衬底和设置于衬底上的滤波器，滤波器包括至少一个电容和至少一个电感，至少一个电容与至少一个电感电连接。本实施例采用电容和电感等集总元件形成超导量子计算芯片中的滤波器，由于集总元件形成的滤波器较小的器件尺寸即可达到较好的滤波性能，因此本实施例的方案在保证滤波器具有较小的尺寸保证滤波器能够集成到超导量子计算芯片上的同时，可以有效提高滤波器的滤波性能。图2是本专利技术实施例提供的一种滤波器的原理图，在上述技术方案的基础上，可选的，参考图2，滤波器包括三个电感和三个电容，每个电感的大小和每个电容的大小可根据实际所需的滤波器性能确定，如电容C1和电容C3的电容值均为0.0365pF，电容C2的电容值为3.49pF，电感L1和电感L3的电感值均为12.7nH，电感L3的电感值为0.13nH。图3是本专利技术实施例提供的一种滤波器在衬底上的垂直投影的结构示意图，图3的滤波器是根据上述图2所示的原理图和上述每个电容对应的电容值以及每个电感对应的电感值，在超导量子计算芯片上刻出的滤波器，图3是滤波器在显微镜下得到的放大图，图3中标示出了100μm的实际长度，可以看出，电感和电容的垂直投影为矩形，矩形的长和宽的长度是微米单位，长度较小便于集成在超导量子计算芯片上。可选的，参考图1，至少一个电容21的极板为金属材质的极板，至少一个电感22的线圈为金属线圈。示例性地，至少一个电容21的极板可以为铜或铝材质的极板，至少一个电感22的线圈可以是铝材质的线圈。可选的，电容的一个极板与电感的一端接触实现电连接。具体的，当电容和电感需要电连接时，电容的一个极板与电感的一端接触，从而实现电连接。至少一个电容21的极板为金属材质的极板，至少一个电感22的线圈为金属线圈，这样，极板和线圈接触时是金属和金属的接触，因此滤波器20所在线路通电时便可实现接触的电容和电感的电连接。通过设置电容的一个极板与电感的一端接触实现电连接，无需再电容和电感之间设置导电层，可以有效减小滤波器的占用面积并减小信号通过滤波器时的损耗。可选的，至少一个电容和至少一个电感在衬底上的垂直投影为矩形。具体的，可参考图3，每个电容和电感在衬底上的垂直投影均为矩形，如电容C1对应的矩形投影的两条较长的边为电容C1的两个极板侧边的投影，投影得到的矩形为规则图形，以便于电感电容等集总元件在芯片上的位置排布以及线路排布。可选的，滤波器在衬底上的垂直投影为轴对称图形。对称图形便于电感电容的位置排布以及在较大程度上减小滤波器的占用面积。示例性地，可参考图3，图3中电容和电感在衬底上的垂直投影为矩形，电容C2和电感L2的矩形投影的中心连接得到一条直线，滤波器关于该直线对称。由于电感L1和电感L3的两电感值相同，可使两电感的矩形投影的长边相同短边也相同，电容C1和电容C3的两电容值相同，可使两电容的矩形投影的长边相同短边也相同，如图3中电容和电感的位置，滤波器可构成对称图形。需要说明的是，电感值相同的电感或电容相同的电容对应的矩形投影可也大小不同。可选的，至少一个电容的极板在衬底的垂直投影最大尺寸、极板间距离和至少一个电感在衬底的垂直投影的最大尺寸均为几十微米到几百微米。具体的，若电感电容等元件太小对滤波器在芯片上的集成有较大难度，不容易实现，若电感电容等元件太大则占用面积大，同时会影响其它器件的排布。参考图3，通过设置电感和电容的垂直投影对应的矩形的长和宽的长度均在几十微米到几百微米之间，在保证不增加超导量子计算芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导量子计算芯片，其特征在于，所述超导量子计算芯片包括衬底和设置于所述衬底上的滤波器；/n所述滤波器包括至少一个电容和至少一个电感，所述至少一个电容与所述至少一个电感电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种超导量子计算芯片，其特征在于，所述超导量子计算芯片包括衬底和设置于所述衬底上的滤波器；
所述滤波器包括至少一个电容和至少一个电感，所述至少一个电容与所述至少一个电感电连接。


2.根据权利要求1所述的超导量子计算芯片，其特征在于，所述至少一个电容的极板为金属材质的极板，所述至少一个电感的线圈为金属线圈。


3.根据权利要求2所述的超导量子计算芯片，其特征在于，所述电容的一个极板与所述电感的一端接触实现电连接。


4.根据权利要求1所述的超导量子计算芯片，其特征在于，所述至少一个电容和所述至少一个电感在所述衬底上的垂直投影为矩形。

【专利技术属性】
技术研发人员：邱嘉威，李剑，刘伟洋，张礼博，贾浩，刘松，俞大鹏，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44