提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构制造技术

一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，包括：基座，其上用于放置超导量子处理器；其中，该基座上具有一空心区域，该空心区域位于超导量子处理器的下方且邻接该超导量子处理器；或者包括：一封装盒体，其内部具有一容置空间用于放置超导量子处理器，该容置空间的长、宽、高至少一个方向的尺寸大于该超导量子处理器对应的长、宽、高尺寸，形成一间隙区域；以及多个导体块，设置于该间隙区域中，与封装盒体中容置空间的边缘接触。通过降低寄生电容或者缩小谐振腔的有效尺寸两种途径来提高电磁波的基模频率，从而将基模频率提高至超导量子处理器的工作频带之外，以达到降低或消除谐振对超导量子处理器影响的目的。

Package box structure for improving resonant frequency of superconducting quantum processor

【技术实现步骤摘要】
提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构
本公开属于量子芯片封装
，涉及一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构。
技术介绍
在超导量子计算的实现方案中，将量子处理器与外围电路进行连接是不可缺少的一个步骤。超导量子处理器封装盒体是与量子处理器进行连接的第一级装置。在现有技术中，仅考虑了样品封装盒内部空气填充部分的谐振，对封装盒体内部的空间电磁波谐振考虑不够全面。如何全面降低或消除封装盒体内部的各种电磁谐振的干扰是超导量子处理器封装必需考虑的因素。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开至少解决了如下技术问题：提供了一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，以降低或消除超导量子处理器封装盒体内电磁谐振对处理器影响的问题，提高超导量子处理器的谐振频率。(二)技术方案本公开基于两个方面进行了改进，一个方面，涉及承载超导量子处理器的基座的改进，一个方面涉及用于放置超导量子处理器的容置空间的布局改进。这两个方面改进的方案可以结合起来形成优选的技术方案。根据本公开的一个方面，提供了一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，包括：基座4，其上用于放置超导量子处理器；其中，该基座4上具有一空心区域5，该空心区域5位于超导量子处理器的下方且邻接该超导量子处理器，该空心区域5的长、宽尺寸或径向尺寸小于超导量子处理器的对应尺寸以通过该空心区域5边缘的基座4承载超导量子处理器。在本公开的一些实施例中，空心区域的深度大于零且小于等于基座4的高度。在本公开的一些实施例中，该空心区域中填充有空气。在本公开的一些实施例中，所述空心区域的尺寸满足：使得所述封装盒体由寄生电感和寄生电容形成的L-C谐振以及封装盒体内部形成的空间电磁波谐振的基模频率大于超导量子处理器的最高频率。根据本公开的另一个方面，提供了一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，包括：一封装盒体，其内部具有一容置空间1用于放置超导量子处理器，该容置空间1的长、宽、高至少一个方向的尺寸大于该超导量子处理器对应的长、宽、高尺寸，形成一间隙区域13；以及多个导体块2，设置于该间隙区域13中，与封装盒体中容置空间1的边缘接触。在本公开的一些实施例中，每个导体块2的宽度小于或等于间隙区域的宽度，或者每个导体块的宽度大于所述间隙区域的宽度，在超导量子处理器的对应导体块位置制作有豁口，以容放导体块。在本公开的一些实施例中，所述多个导体块2的尺寸满足：使得所述封装盒体的谐振有效区域对应的空间电磁波谐振的基模频率大于超导量子处理器的最高频率。在本公开的一些实施例中，所述多个导体块2中，至少一组导体块2相对设置。根据本公开的又一个方面，将上述两个改进方面进行结合，提供了一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，该封装盒体结构包括：基座4，其上用于放置超导量子处理器；其中，该基座4上具有一空心区域5，该空心区域5位于超导量子处理器的下方且邻接该超导量子处理器；一封装盒体，其内部具有一容置空间1用于放置所述基座4及其上的超导量子处理器，该容置空间1的长、宽、高至少一个方向的尺寸大于该超导量子处理器对应的长、宽、高尺寸，形成一间隙区域13；以及多个导体块2，设置于该间隙区域13中，与容置空间1的边缘接触。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开提供的提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，具有以下有益效果：通过从两种谐振形式入手，第一种谐振为封装盒体内部形成的空间电磁波谐振，第二种谐振为寄生电感和寄生电容形成的L-C谐振，一种方式从第一种谐振形式入手，通过在封装盒体内部容置空间的边缘与超导量子处理器之间的间隙区域放置多个导体块，通过缩小谐振腔的有效尺寸来提高电磁波的基模频率(最低谐振频率)，从而将基模频率提高至超导量子处理器的工作频带之外，以达到降低或消除谐振对超导量子处理器影响的目的；另外一种方式从L-C谐振入手，通过将用于放置超导量子处理器的基座进行部分挖空，以降低寄生电容，从而提高L-C谐振频率；其中寄生电容主要由金属-介质-金属的空间结构引起的，金属-介质-金属结构可近似为一平板电容，超导处理器的接地面和基座分别是电容的两个金属极板，超导处理器的衬底为介质层，通过挖空部分基座，可以降低有效的介电常数，以降低寄生电容，达到提升L-C谐振频率的目的，此外，部分挖空后的基座的介电常数减小，对应空间电磁波谐振的基模频率也有所提升，二者协同使得谐振频率超出量子处理器的工作频带，从而降低或者消除谐振对超导量子处理器的影响。附图说明图1为根据本公开一实施例所示的封装盒体结构形成的放置量子处理器的空间的示意图。图2为现有技术中封装盒体中用于放置量子处理器的空间的示意图。图3为根据本公开一实施例所示的用于放置量子处理器的基座的结构示意图。图4为现有技术中用于放置量子处理器的基座的结构示意图。【符号说明】1-容置空间；2-导体块；3-谐振有效区域；13-间隙区域；4-基座；5-空心区域。具体实施方式在现有技术中，仅考虑了样品盒内部空气填充部分的谐振，对封装盒体内部的空间电磁波谐振考虑不够全面，本公开进一步考虑寄生的电感和电容形成的L-C谐振这一影响因素。由此，基于整体考虑：封装盒体内部的空间电磁波谐振、寄生的电感和电容形成的L-C谐振对超导量子处理器能否正常工作有很大影响，本公开通过提高谐振频率的方式，将谐振频率提高至超导量子处理器的工作频带之外，以达到降低或消除谐振对超导量子处理器影响的目的，例如通过两种途径实现谐振频率的提高，一种途径为：减小谐振腔的有效尺寸；另一种途径为：从L-C谐振入手，以降低寄生电容。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。第一实施例在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构。超导量子处理器封装盒体内电磁谐振有两种：在封装盒体内部空间形成空间电磁波谐振，以及由寄生的电感和电容形成的L-C谐振。本实施例是通过在封装盒体内部空间形成的电磁波谐振上入手，来提高谐振频率(基模频率)，使其提高至超导量子处理器的工作频带(大于最高频率)之外。图1为根据本公开一实施例所示的封装盒体结构形成的放置量子处理器的空间的示意图。参照图1所示，本公开的提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，包括：封装盒体，具有一容置空间1用于放置超导量子处理器，该容置空间1的长、宽、高至少一个方向的尺寸大于该超导量子处理器对应的长、宽、高尺寸，形成一间隙区域13；以及多个导体块2，设置于该间隙区域13中，与封装盒体中容置空间1的边缘接触。本实施例中，封装盒体的整体形貌并未示意，其内部的容置空间以矩形进行示意，长度、宽度和高度方向分别对应x、y和z方向，例如该封装盒体的容置空间为一长方体结构，图中仅示意x-y平面内的容置空间，并未示意立体结构(高度方向未示意)。...

【技术保护点】
1.一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，其特征在于，包括：/n基座(4)，其上用于放置超导量子处理器；/n其中，该基座(4)上具有一空心区域(5)，该空心区域(5)位于超导量子处理器的下方且邻接该超导量子处理器，该空心区域(5)的长、宽尺寸或径向尺寸小于超导量子处理器的对应尺寸以通过该空心区域(5)边缘的基座(4)承载超导量子处理器。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高超导量子处理器谐振频率的封装盒体结构，其特征在于，包括：
基座(4)，其上用于放置超导量子处理器；
其中，该基座(4)上具有一空心区域(5)，该空心区域(5)位于超导量子处理器的下方且邻接该超导量子处理器，该空心区域(5)的长、宽尺寸或径向尺寸小于超导量子处理器的对应尺寸以通过该空心区域(5)边缘的基座(4)承载超导量子处理器。


2.根据权利要求1所述的封装盒体结构，其特征在于，所述空心区域的深度大于零且小于等于基座(4)的高度。


3.根据权利要求1所述的封装盒体结构，其特征在于，还包括：
一封装盒体，其内部具有一容置空间(1)用于放置所述基座(4)及其上的超导量子处理器，该容置空间(1)的长、宽、高至少一个方向的尺寸大于该超导量子处理器对应的长、宽、高尺寸，形成一间隙区域(13)；
多个导体块(2)，设置于该间隙区域(13)中，与封...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁福田，杨威风，邓辉，龚明，吴玉林，彭承志，朱晓波，潘建伟，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34