一种传输总线及量子芯片制造技术

本申请公开了一种传输总线及量子芯片，属于量子芯片制造领域。传输总线包括本体以及连接于本体的容抗元件。该传输总线被应用于量子芯片中并与其中的谐振腔耦合，用于通过谐振腔执行对量子比特的读取操作。连接于传输总线的容抗元件能够滤波，从而可以作为传输总线和谐振腔之间的隔离结构，避免二者之间的彼此信号干扰。干扰。干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种传输总线及量子芯片


[0001]本申请属于量子芯片制造领域，具体涉及一种传输总线及量子芯片。

技术介绍

[0002]从结构上而言，当前的常规超导量子芯片的中的超导量子比特的主要构成方式如下：超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Devices，简称SQUID)并联十字电容。于此基础上，谐振腔通过各种形式的耦合结构分别与十字电容、传输总线进行耦合。然而，在超导量子芯片的工作过程中，常常会出现谐振腔的腔频信号无法有效读取的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请公开了一种传输总线及量子芯片。该传输总线能够避免被串扰信号所干扰，从而有利于信号的有效传输。
[0004]本申请示例的方案，通过如下内容实施。
[0005]在第一方面，本申请示例提出了一种应用于量子芯片的传输总线。
[0006]该传输总线包括：
[0007]本体，具有依次配置的输入段、区间段和输出段，其中区间段被配置为与量子芯片的谐振腔耦合；
[0008]容抗元件，连接于本体的输入段。
[0009]该示例中的传输总线在输入段引入容抗元件，从而能够在一定的频率带宽范围内引入插损，并且因此当将其应用于量子芯片中时，可以抑制来自与其耦合的谐振腔的信号向该输入段传入的串扰(相应地也抑制了输入段的信号对谐振腔的影响)，并且迫使信号往传输总线的输出段传输。
[0010]简言之，通过引入容抗元件，使传输总线在谐振腔耦合之后，传输总线的输入段与谐振腔之间形成了隔离的效果。
[0011]根据本申请的一些示例，容抗元件包括电容器。
[0012]根据本申请的一些示例，电容器包括交指电容或平板电容。
[0013]根据本申请的一些示例，容抗元件在6.5GHz处引入10dB至15dB的插损。
[0014]根据本申请的一些示例，容抗元件的电容值为60ff。
[0015]在第二方面，本申请的示例提出了一种量子芯片。该量子芯片包括：
[0016]量子比特；
[0017]谐振腔，与量子比特耦合；以及
[0018]前述的传输总线；
[0019]其中，传输总线的区间段与谐振腔耦合。
[0020]在第三方面，本申请的示例提出了一种量子芯片。
[0021]该量子芯片包括：
[0022]第一层，配置有第一传输总线；
[0023]与第一层对置的第二层，配置有第二传输总线、谐振腔以及量子比特，谐振腔分别与第二传输总线、量子比特耦合；以及位于第一层和第二层之间的至少两个连接体；
[0024]其中，第一传输总线的区间段通过至少两个连接体与第二传输总线并联；
[0025]其中，第一传输总线或所述第二传输总线由前述的配置了容抗元件的传输总线提供。
[0026]根据本申请的一些示例，量子芯片还包括电容元件，谐振腔通过电容元件与第二传输总线耦合。
[0027]根据本申请的一些示例，量子芯片还包括滤波器，谐振腔通过滤波器与电容元件耦合。
[0028]根据本申请的一些示例，至少两个连接体中各个连接体分别独立地为金属柱、且其中至少一个为铟柱。
[0029]有益效果：
[0030]与现有技术相比，本申请示例的传输总线通过在其本体的输入段连接容抗元件，使得由该传输总线的输入端引入的输入信号可以进行滤波，从而减少其向其他元器件产生的信号泄漏；同时，其他元器件泄漏的信号可以被该容抗元件所隔离，而不会影响到经过输入端输入的信号。因此，当将该传输总线应用到量子芯片中时，可以作为通过谐振腔对量子比特进行读取操作的信号传输线。由于该容抗元件的配置，谐振腔和信号总线的输入端之间形成了良好的干扰信号隔离，可以避免二者的相互干扰。
附图说明
[0031]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。
[0032]图1为本申请示例中的无容抗元件的传输总线的结构示意图；
[0033]图2为本申请实施例提供的具有容抗元件的传输总线的结构示意图；
[0034]图3为本申请实施例提供的基于图2的传输总线耦合三个谐振腔的结构示意图；
[0035]图4示出了本申请实施例中基于图2的传输总线的第一种量子芯片的版图结构示意图；
[0036]图5示出了本申请实施例中基于图2的传输总线的第二种量子芯片的版图结构示意图。
[0037]图标：100
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传输总线；200
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传输总线；20
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本体；101
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输入段；102
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区间段；103
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输出段；21
‑
容抗元件；30
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谐振腔；400
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三量子比特芯片；41
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电容元件；42
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滤波器；43
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控制线；44
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比特电容；45
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可调电容；500
‑
多量子比特芯片。
具体实施方式
[0038]在常规的超导量子芯片中：
[0039]超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Devices，简称SQUID)并联十字电容。谐振腔通过各种形式的耦合结构(如电容)与十字电容耦合。同时，谐振腔还通过相应形式的耦合结构与传输总线进行耦合。
[0040]其中示例性的传输总线100的结构请参阅图1。传输总线可以被构造来通过谐振腔对超导量子比特实施读取操作，以便获得相应的超导量子比特的状态信息等。
[0041]然而，上述构造方式的实际表现中也并非总是令人满意。实践中，一些存在的问题例如是通过传输总线读取到的谐振腔的腔频信号或超导量子比特的频率信号并不准确，从而导致根据这些读取的信号的操作、解读内容可能会出现错误或精确度太低等情况。
[0042]究其缘由，专利技术人认为这是由于这些读取信号中存在干扰信号，而这可能与互容、互感等因素关联(在高频情况下可能会表现得更加明显)。因此，这样的干扰信号可能导致对超导量子比特的状态信息等的解读的错误等，那么就需要对其进行去除。然而，这些干扰信号的识别和去除并非易事。
[0043]针对这样的现实状况，专利技术人另辟蹊径地意识到在避免此干扰信号产生难以实现的情况下，避免这些干扰信造成影响将会是一种有益的尝试。通过将导致干扰信号产生的因素屏蔽，可以避免后续从读取信号中识别和去除干扰信号的潜在繁琐操作。
[0044]根据分析和实验，专利技术人认识到谐振腔的能量耗散速率的增加，会相应地导致测量信号的强度越强。而谐振腔耗散的能量会通过传输总线(以比特频率信号和腔频信号形式)往其输入端和输出端传输，同时传输总线的输入端引入的信号也会耦合到谐振腔，从而干扰对腔频信号的读取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传输总线，应用于量子芯片，其特征在于，包括：本体，具有依次配置的输入段、区间段和输出段，其中所述区间段被配置为与所述量子芯片的谐振腔耦合；容抗元件，连接于所述本体的输入段。2.根据权利要求1所述的传输总线，特征在于，所述容抗元件包括电容器。3.根据权利要求2所述的传输总线，特征在于，所述电容器包括交指电容或平板电容。4.根据权利要求1所述的传输总线，特征在于，所述容抗元件在6.5GHz处引入10dB至15dB的插损。5.根据权利要求1或4所述的传输总线，特征在于，所述容抗元件的电容值为60ff。6.一种量子芯片，其特征在于，所述量子芯片包括：量子比特；谐振腔，与所述量子比特耦合；以及根据权利要求1至5中任意一项所述的传输总线；其中，所述传输总线的区间段与所述谐振腔耦合。7.一种量子芯片，其特征在于，所述量子芯片包括：第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，李业，李松，姚文洋，
申请(专利权)人：合肥本源量子计算科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：