一种微波开关和测试装置制造方法及图纸

本申请公开了一种微波开关和测试装置，属于量子计算领域。该微波开关包括超导线以及分别连接在其两端的输入组件和输出组件。其中的输入组件和输出组件分别具有滤波电路、共面波导传输线和供电线，并且还分别对应配置了输入端子和输出端子。该微波开关利用超导线的特性并且配合滤波电路等可以达到在抑制信号干扰的同时提供很好的开关特性，并为不同的信号传输路径的选择性通断提供有力的保证，从而能够用于减小量子芯片的测控系统的体积和提高信号传输的稳定性。号传输的稳定性。号传输的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种微波开关和测试装置


[0001]本申请属于量子计算领域，具体涉及一种微波开关和测试装置。

技术介绍

[0002]由于量子比特—尤其是超导量子比特—通常需要独立地配置测控系统，因此，随着量子芯片所集成的量子比特数量的增加，其测控系统的线路如何有效布置就需要慎重考虑。例如，如何减少布线，从而控制量子芯片的测控系统的体积，以及减小线路间的信号影响等。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请公开了一种微波开关，同时，还基于该微波开关提出了一种用于对量子芯片进行测试的测试装置。该微波开关能够被用于将测控系统和量子芯片的多个通道进行连接，从而减少所需传输线路的数量，进而降低了测试系统的搭建难度、减小了测试系统的体积和传输线路间的信号影响。
[0004]本申请示例的方案，通过如下描述的内容实现，并将在后文的进一步描述中被更清楚地阐述。
[0005]本申请示例的方案是这样实现的：
[0006]在第一方面，本申请示例提出了一种微波开关包括：
[0007]超导线，具有第一端和第二端；
[0008]输入组件，具有第一供电线和依次连接的输入端子、第一滤波电路、第一共面波导传输线，所述第一供电线与所述第一共面波导传输线连接，且所述输入组件通过第一共面波导传输线与所述超导线的第一端连接；
[0009]输出组件，具有第二供电线和依次连接的输出端子、第二滤波电路、第二共面波导传输线，所述第二供电线与所述第二共面波导传输线连接，且所述输出组件通过第二共面波导传输线与所述超导线的第二端连接。
[0010]本申请示例中的微波开关属于一种固体式的射频开关，相比于机械式开关，本申请示例中的该微波开关具有高的集成度，因此当其被应用于量子计算机等量子器件或设备时，将有助于减小其体积。例如，当该微波开关被应用于量子芯片的测控系统中时，可以减小测控系统的体积、降低线路布局的复杂度等，从而有助于提高量子比特的可扩展性。
[0011]进一步地，在该微波开关中使用了超导线，而根据超导材料的固有属性(存在临界电流)，通过电流控制该超导线处于不同的状态(超导态或常态)，从而能够使其表现出不同的电阻值。因此，在具有该超导线的微波开关的电路或者说系统中，通过调节超导线的状态就可以改变整个电路/系统中的阻抗匹配性，从而实现对射频信号的通断的控制。例如，当超导线处于一种状态(如超导态)下，系统中的阻抗匹配则形成射频信号通路，而当超导线处于另一种状态(常态或称电阻态)下时，系统中的阻抗失配则形成射频信号的断路。
[0012]同时，在微波开关中的共面波导传输线能够有效地减小信号传输时向外辐射的信
号强度，因此产生的电磁辐射较小，并且抗外界的干扰性强、自身的特性阻抗变化小。而其中的滤波电路则可以减小或抑制线路中的相应连接位点处的信号反射，有利于改善线路中的微波传输特性。简言之，共面波导传输线和滤波电路的使用可以使微波开关中的信号传输的抗干扰能力提升，同时也避免向外界辐射微波信号，并因此也抑制了对外界的干燥。也即，这样的结构有助于减小微波开关所产生的输出噪声，同时也能够抵抗外界的输入噪声的不利影响。
[0013]综上，本申请示例中的微波开关能够作为开关元器件，被应用于各种电路系统中，以便将多个通道之间选择性联通，从而可以构成多个可选通断的信号传输路径，进而可以用于避免针对每个信号传输路径配置对应线路的繁琐工作。因此，该微波开关的使用降低了布线难度、提高了集成度，相应地也减小了体积。并且，在实现上述基本的开关功能之外，该微波开关还具有优异的微波传输特性，例如，隔离度高、插入损耗低等。
[0014]根据本申请第一方面的一些示例，第一滤波电路包括串接的第一感抗元件和第一容抗元件，其中，第一感抗元件与输入端子连接，第一容抗元件与第一共面波导传输线连接；
[0015]和/或，第二滤波电路包括串接的第二感抗元件和第二容抗元件，其中，第二感抗元件与输出端子连接，第二容抗元件与第二共面波导传输线连接。
[0016]根据本申请第一方面的一些示例，第一感抗元件和第二感抗元件分别独立地选择为电感器；和/或，第一容抗元件和第二容抗元件分别独立地选择为电容器。
[0017]根据本申请第一方面的一些示例，微波开关包括第一隔直电容，且输入端子通过第一隔直电容与第一滤波电路的第一感抗元件连接；
[0018]和/或，微波开关包括第二隔直电容，且输出端子通过第二隔直电容与第二滤波电路的第二感抗元件连接。
[0019]根据本申请第一方面的一些示例，第一隔直电容和第二隔直电容中的一者或两者由第一氮化钽层、绝缘介质层和第二氮化钽层依次叠置构成。
[0020]根据本申请第一方面的一些示例，微波开关还包括第一阻抗线，且第一阻抗线的两端分别与所述第一共面波导传输线和超导线连接；
[0021]和/或，微波开关还包括第二阻抗线，且第二阻抗线的两端分别与第二共面波导传输线和超导线连接。
[0022]根据本申请第一方面的一些示例，超导线为带状的氮化钽线。
[0023]根据本申请第一方面的一些示例，第一供电线为金线或第一供电线远离第一共面波导传输线的端部连接第一金触点；
[0024]和/或，第二供电线为金线或第二供电线远离第二共面波导传输线的端部连接第二金触点。
[0025]根据本申请第一方面的一些示例，第一供电线和第二供电线分别呈蜿蜒的带状。
[0026]在第二方面，本申请示例提出了一种测试装置。
[0027]该测试装置包括：量子芯片、前述的微波开关；以及测试仪。其中，测试仪通过如微波开关与量子芯片匹配连接。
[0028]本申请示例的方案至少具有以下的特点、有益的效果：
[0029]上述的微波开关利用超导材料的特性，通过其状态的改变来控制信号的开关能够
满足诸如超导量子芯片需要在超低温(例如4K，即
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269℃)条件下工作的使用环境的要求，即该微波开关表现出很好的低温稳定性，并且有助于控制自激震荡。进一步，由于配合设置了滤波电路并且通过共面波导传输线进行连接，从而减少了微波信号传输过程中所携带的噪声且也能够在一定程度上起到抗干扰的效果。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0031]图1为本申请实施例提供的量子芯片的测试提供的原理框图；
[0032]图2为本申请实施例提供的第一种微波开关的结构示意图；
[0033]图3为本申请实施例提供的第二种微波开关的结构示意图；
[0034]图4为本申请实施例提供的第三微波开关的结构示意图；
[0035]图5为图4所示微波开关中的隔直电容的结构示意图。
[0036]图标：1
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微波开关；1a
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微波开关；1b
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微波开关；101
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输入组件；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波开关，其特征在于，包括：超导线，具有第一端和第二端；输入组件，具有第一供电线以及依次连接的输入端子、第一滤波电路和第一共面波导传输线，其中所述第一供电线与所述第一共面波导传输线连接，且所述输入组件通过第一共面波导传输线与所述超导线的第一端连接；以及输出组件，具有第二供电线以及依次连接的输出端子、第二滤波电路和第二共面波导传输线，其中所述第二供电线与所述第二共面波导传输线连接，且所述输出组件通过第二共面波导传输线与所述超导线的第二端连接。2.根据权利要求1所述的微波开关，其特征在于，所述第一滤波电路包括串接的第一感抗元件和第一容抗元件，其中，所述第一感抗元件与所述输入端子连接，所述第一容抗元件与所述第一共面波导传输线连接；和/或，所述第二滤波电路包括串接的第二感抗元件和第二容抗元件，其中，所述第二感抗元件与所述输出端子连接，所述第二容抗元件与所述第二共面波导传输线连接。3.根据权利要求2所述的微波开关，其特征在于，所述第一感抗元件和所述第二感抗元件分别独立地选择为电感器；和/或，所述第一容抗元件和所述第二容抗元件分别独立地选择为电容器。4.根据权利要求2所述的微波开关，其特征在于，所述微波开关还包括第一隔直电容，且所述输入端子通过所述第一隔直电容与所述第一滤波电路的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊秋锋，
申请(专利权)人：本源科仪成都科技有限公司，
类型：新型
国别省市：