超导装置中的磁通量控制制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种方法，其包含从第一装置生成偏压信号；及将所述偏压信号施加到第二装置，所述第一装置具有(a)超导迹线及(b)超导量子干涉装置SQUID，其中所述SQUID的第一端子电耦合到所述超导迹线的第一端，且所述SQUID的第二端子电耦合到所述超导迹线的第二端，其中从所述第一装置生成所述偏压信号包含：将第一信号Φ

Flux control in superconducting device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超导装置中的磁通量控制
本专利技术涉及超导装置中的磁通量控制。
技术介绍
量子计算是相对新的计算方法，其利用量子效应(例如基态叠加及纠缠)而比典型数字计算机更有效地执行某些计算。与呈位(例如，“1”或“0”)形式存储及操纵信息的数字计算机相比，量子计算系统可使用量子位来操纵信息。量子位可指实现多种状态(例如，处于“0”状态及“1”状态两者的数据)的叠加及/或处于多种状态的数据本身的叠加的量子装置。根据常规术语，量子系统中“0”及“1”状态的叠加可被表示为例如α│0>+β│1>。数字计算机的“0”及“1”状态分别类似于量子位的│0>及│1>基态。值│α│2表示量子位处于│0>状态的概率，而值│β│2表示量子位处于│1>基态的概率。
技术实现思路
通常，在一些方面，本专利技术的主题可在以下方法中体现，所述方法包含：从第一装置生成偏压信号；及将所述偏压信号施加到第二装置，所述第一装置包含(a)超导迹线及(b)具有至少三个并联耦合的非线性电感器结的超导量子干涉装置(SQUID)，其中所述SQUID的第一端子电耦合到所述超导迹线的第一端且所述SQUID的第二端子电耦合到所述超导迹线的第二端以形成环路，其中从所述第一装置生成所述偏压信号包含：将第一时变磁通量Φ1施加到所述SQUID的第一子环路；及将第二时变磁通量Φ2施加到所述SQUID的第二子环路，其中施加所述第一时变磁通量Φ1及所述第二时变磁通量Φ2使得所述第一装置的超导相的值递增或递减达2π的非零整数倍n。所述方法的实施方案可包含一或多个以下特征。例如，在一些实施方案中，输出状态包含通过所述第一装置的电流的有效相移。在一些实施方案中，所述输出状态包含通过所述第一装置的有效通量。在一些实施方案中，所述第一时变磁通量Φ1的最大幅度及所述第二时变磁通量Φ2的最大幅度中的每一者都小于通量量子Φ0。在一些实施方案中，所述第一时变磁通量Φ1与所述通量量子Φ0的比率Φ1/Φ0及所述第二时变磁通量Φ2与所述通量量子Φ0的比率Φ2/Φ0跟踪围绕通过所述第一装置的电流值是0所在的点的路径。在通过所述第一装置的所述电流是0所在的所述点处，所述比率Φ1/Φ0及所述比率Φ2/Φ0可例如近似等于1/3。当所述比率Φ1/Φ0及所述比率Φ2/Φ0沿着第一方向围绕通过所述第一装置的所述电流是0所在的所述点跟踪所述路径时所述整数倍n递增，或当所述比率Φ1/Φ0及所述比率Φ2/Φ0沿着与所述第一方向相反的第二方向跟踪所述路径时所述整数倍n递减。所述路径可为闭环路径。在一些实施方案中，所述第一时变磁通量Φ1与所述通量量子Φ0的比率Φ1/Φ0及所述第二时变磁通量Φ2与所述通量量子Φ0的比率Φ2/Φ0跟踪经过通过所述第一装置的所述电流的有效相移是0所在的点的路径。所述路径可为闭环路径。在一些实施方案中，施加所述第一时变磁通量及所述第二时变磁通量包含改变与所述SQUID的每一约瑟夫逊结相关联的相位达2π。在一些实施方案中，所述方法包含将所述第一装置冷却到低于所述超导迹线中的超导材料的超导临界温度。在一些实施方案中，按顺序施加所述第一时变磁通量Φ1及所述第二时变磁通量Φ2。所述第一时变磁通量Φ1及所述第二时变磁通量Φ2可在时间上重叠。通常，在一些其它方面，本专利技术的主题可在以下装置中体现，所述装置包含：第一装置，其具有超导迹线及超导量子干涉装置(SQUID)，所述SQUID具有至少三个并联耦合的非线性电感器结，其中所述SQUID的第一端子电耦合到所述超导迹线的第一端且所述SQUID的第二端子电耦合到所述超导迹线的第二端以形成环路；及第二装置，其经布置在所述第一装置附近，其中所述第二装置的状态可由所述第一装置生成的偏压控制。所述装置的实施方案可包含一或多个以下特征。例如，在一些实施方案中，所述第二装置是量子位。在一些实施方案中，所述第二装置是量子位耦合器元件。通常，在一些其它方面，本专利技术的主题可在以下系统中体现，所述系统包含：多个单元，其经布置成M行乘N列阵列，M是大于或等于1的整数，N是大于或等于2的整数，其中所述多个单元中的每一单元包含对应磁通量控制装置，其具有：超导迹线及超导量子干涉装置(SQUID)，所述SQUID具有至少三个并联耦合的非线性电感器结，其中所述SQUID的第一端子电耦合到所述超导迹线的第一端且所述SQUID的第二端子电耦合到所述超导迹线的第二端以形成环路。所述系统的实施方案可包含一或多个以下特征。例如，在一些实施方案中，所述多个单元中的每一单元进一步包含对应第二装置，所述对应第二装置经定位在所述磁通量控制装置附近。在一些实施方案中，对于所述多个单元中的每一单元，所述第二装置包含量子位。在一些实施方案中，对于所述多个单元中的每一单元，所述第二装置包含量子位耦合器元件。在一些实施方案中，所述系统进一步包含：M条第一控制线，其中所述M条第一控制线中的每条第一控制线沿着所述阵列的对应行延伸且可耦合到所述对应行内的每一磁通量控制装置；及N条第二控制线，其中所述N条控制线中的每条第二控制线沿着所述阵列的对应列延伸且可耦合到所述对应列内的每一磁通量控制装置。所述系统可进一步包含：行选择生成器，其经耦合到所述M条第一控制线，所述行选择生成器经配置以将唯一对应信号提供到所述M条第一控制线中的每条第一控制线；及列选择生成器，其经耦合到所述N条第二控制线，所述列选择生成器经配置以将唯一对应信号提供到所述N条第二控制线中的每条第二控制线。通常，在一些其它方面，本专利技术的主题可在操作多级存储器装置的方法中体现，所述多级存储器装置包含：(a)超导迹线及(b)具有至少三个并联耦合的非线性电感器结的超导量子干涉装置(SQUID)，其中所述SQUID的第一端子电耦合到所述超导迹线的第一端且所述SQUID的第二端子电耦合到所述超导迹线的第二端以形成环路，所述方法包含：将第一时变磁通量Φ1施加到所述SQUID的第一子环路且将第二时变磁通量Φ2施加到所述SQUID的第二子环路以将所述多级存储器装置置于第一存储器状态。所述方法的实施方案可包含一或多个以下特征。例如，在一些实施方案中，施加所述第一时变磁通量Φ1及施加第二时变磁通量Φ2引起所述多级存储器装置的输出状态改变达非零整数n。在一些实施方案中，所述方法包含将第三时变磁通量Φ3施加到所述SQUID的所述第一子环路且将第四时变磁通量Φ4施加到所述SQUID的所述第二子环路以将所述多级存储器装置置于第二存储器状态，其中所述第二存储器状态不同于所述第一存储器状态。本文所描述的主题的特定实施方案可实现一或多个以下优点。例如，在一些实施方案中，本专利技术的磁通量控制装置能够耗散基本上很少的功率，且因此提供作为用于量子计算电路元件的控制装置的有利选项。例如，在某些实施方案中，本专利技术的磁通量控制装置可比基于CMOS或基于SFQ的控制装置少耗散103到105倍的功率。因为所述磁通量控制装置的功率耗散及因此热量生成如此低，所以在某些实施方案中所述控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括/n从第一装置生成偏压信号，及/n将所述偏压信号施加到第二装置，所述第一装置包括(a)超导迹线及(b)具有至少三个并联耦合的非线性电感器结的超导量子干涉装置SQUID，其中所述SQUID的第一端子电耦合到所述超导迹线的第一端且所述SQUID的第二端子电耦合到所述超导迹线的第二端以形成环路，其中从所述第一装置生成所述偏压信号包括：/n将第一时变磁通量Φ

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170605 US 15/614,2871.一种方法，其包括
从第一装置生成偏压信号，及
将所述偏压信号施加到第二装置，所述第一装置包括(a)超导迹线及(b)具有至少三个并联耦合的非线性电感器结的超导量子干涉装置SQUID，其中所述SQUID的第一端子电耦合到所述超导迹线的第一端且所述SQUID的第二端子电耦合到所述超导迹线的第二端以形成环路，其中从所述第一装置生成所述偏压信号包括：
将第一时变磁通量Φ1施加到所述SQUID的第一子环路；及
将第二时变磁通量Φ2施加到所述SQUID的第二子环路，
其中施加所述第一时变磁通量Φ1及所述第二时变磁通量Φ2使得所述第一装置的超导相的值递增或递减达2π的非零整数倍n。


2.根据权利要求1所述的方法，其中输出状态包括通过所述第一装置的电流的有效相移。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述输出状态包括通过所述第一装置的有效通量。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时变磁通量Φ1的最大幅度及所述第二时变磁通量Φ2的最大幅度中的每一者都小于通量量子Φ0。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时变磁通量Φ1与所述通量量子Φ0的比率Φ1/Φ0及所述第二时变磁通量Φ2与所述通量量子Φ0的比率Φ2/Φ0跟踪围绕通过所述第一装置的电流值是0所在的点的路径。


6.根据权利要求5所述的方法，其中在通过所述第一装置的所述电流是0所在的所述点处，所述比率Φ1/Φ0及所述比率Φ2/Φ0近似等于1/3。


7.根据权利要求5所述的方法，其中当所述比率Φ1/Φ0及所述比率Φ2/Φ0沿着第一方向围绕通过所述第一装置的所述电流是0所在的所述点跟踪所述路径时所述整数倍n递增，或
其中当所述比率Φ1/Φ0及所述比率Φ2/Φ0沿着与所述第一方向相反的第二方向跟踪所述路径时所述整数倍n递减。


8.根据权利要求5所述的方法，其中所述路径是闭环路径。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时变磁通量Φ1与所述通量量子Φ0的比率Φ1/Φ0及所述第二时变磁通量Φ2与所述通量量子Φ0的比率Φ2/Φ0跟踪经过通过所述第一装置的所述电流的有效相移是0所在的点的路径。


10.根据权利要求9所述的方法，其中所述路径是闭环路径。


11.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述第一时变磁通量及所述第二时变磁通量包括改变与所述SQUID的每一约瑟夫逊结相关联的相位达2π。


12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述第一装置冷却到低于所述超导迹线中的超导材料的超导临界温度。


13.根据权利要求1所述的方法，其中按顺序施加所述第一时变磁通量Φ1及所述第二时变磁通量Φ2。


14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一时变磁通量Φ1及所述第二时变磁通量Φ2在时间上重叠。


15.一种装置，其包括：
第一装置，其包括
超导迹线，及
超导量子干涉装置SQUID，其具有至少三个并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·马蒂尼，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US