约瑟夫逊结谐振器的选择性化学频率修改制造技术

提供了用于选择性地调谐超导约瑟夫森结谐振器的操作频率的技术，包括通过等离子体处理化学地改变约瑟夫森结(110)，优选地通过将transmon量子位裸片(104)掩蔽暴露于包括诸如氢或氧的反应物的等离子体(502)。特别地，等离子体处理调节约瑟夫森结的电阻。还公开了一种用于进行等离子体处理的装置。用于进行等离子体处理的装置。用于进行等离子体处理的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】约瑟夫逊结谐振器的选择性化学频率修改

技术介绍

[0001]本公开内容涉及化学地修改所选择的约瑟夫逊结谐振器(例如，量子位)的频率，并且更具体地涉及通过经由一个或多个等离子体处理改变约瑟夫逊结的电阻来调谐所选择的约瑟夫逊结谐振器的操作频率。
[0002]量子计算技术的缩放推进了多量子位处理器的复杂架构，其中将低门错误率维持在由相干时间(coherence time)支持的极限是特别重要的。采用基于固定频率超导约瑟夫逊结的传输量子位和/或交叉共振门的量子处理器可以由于至少频率碰撞和/或频率拥挤而遇到门错误率。例如，相邻的量子位可以在使栅极可靠性降级的一个或多个条件下退化。
[0003]为了减轻频率碰撞和/或频率拥挤，可以通过改变约瑟夫逊结电阻和/或传输电容来设计超导量子位的固定频率。例如，约瑟夫逊结可以被激光退火以增加电阻并且降低量子位频率。然而，激光退火提供了相对于初始约瑟夫逊结电阻的非常窄的调谐范围(例如，15％
‑
20％)。然而，多量子位阵列的制造可以产生每个芯片的约瑟夫逊结电阻的大的分布。由激光退火提供的有限的调谐范围可以证明在跨大的电阻分布的调谐量子位中是不够的，并且还可以抑制将该芯片的平均约瑟夫逊结电阻设置到目标频率范围(例如，对于具有在5千兆赫数量级上的频率的tansmon来说几百兆赫)。

技术实现思路

[0004]以下呈现
技术实现思路
以提供对本专利技术的一个或多个实施例的基本理解。本
技术实现思路
并不旨在标识关键或重要的元素，或描绘特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一的目的是以简化的形式呈现概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。在此描述的一个或多个实施例中，描述了关于通过一个或多个等离子体处理来调谐约瑟夫逊结谐振器(例如，超导量子位)的操作频率的方法、系统、和/或装置。
[0005]根据实施例，提供了一种方法。该方法可以包括经由等离子体处理来化学改变约瑟夫逊结谐振器的约瑟夫逊结。该方法还可以包括基于该等离子体处理的特性选择性地调谐该约瑟夫逊结谐振器的操作频率。这种方法的优点可以是相对于初始操作频率在宽范围内修改操作频率的能力。
[0006]在一些示例中，该特性可以是选自包括以下各项的组的至少一个成员：等离子体处理的处理时间、等离子体处理的化学成分、通过等离子体处理递送到约瑟夫逊结的能量的量、以及通过等离子体处理采用的气体的分压。这种方法的优点可以是对通过等离子体处理实现的化学修改的量的急性(acute)控制量。
[0007]根据另实施例，提供了一种方法。该方法可以包括经由等离子体处理来化学改变约瑟夫逊结谐振器的约瑟夫逊结。该方法还可以包括基于该等离子体处理的特性调节该约瑟夫逊结的电阻。这种方法的优点可以是修改量子位芯片以实现目标平均电阻。
[0008]在一些示例中，该方法可以进一步包括经由等离子体束将该等离子体处理定位到该约瑟夫逊结的附近。这种方法的优点可以在等离子体处理和电阻测量之间快速转变，使得可以以快速的方式评估和执行等离子体处理的重复使用。
[0009]根据另实施例，提供了一种方法。该方法可以包括将约瑟夫逊结谐振器的约瑟夫逊结暴露于等离子体处理中。该等离子体处理可以通过改变该约瑟夫逊结的电阻而将该约瑟夫逊结谐振器的操作频率调谐至目标操作频率。这种方法的优点可以是调谐固定频率的超导量子位来减轻频率碰撞和/或频率拥挤的发生。
[0010]在一些示例中，该方法可以进一步包括将第二约瑟夫逊结与该等离子体处理屏蔽，其中该第二约瑟夫逊结与该约瑟夫逊结共振器的约瑟夫逊结相邻。这种方法的优点可以是目标约瑟夫逊结的选择性调谐。
[0011]根据另一实施例，提供一种装置。该装置可以包括致动器，该致动器可操作地耦合到盖板上，该盖板包括被定位在平台上的孔，该平台被配置为在结构上支撑约瑟夫逊结谐振器裸片。这种装置的优点可以是精确地控制约瑟夫逊结暴露于等离子体处理的时间量的能力。
[0012]在一些示例中，该装置可进一步包括引导壳体，该引导壳体邻近该盖板定位并且被配置成用于引导由该致动器启动的该盖板的运动。这种装置的优点可以是该装置可以引导对该量子位裸片上的目标约瑟夫逊结的串行改变。
[0013]根据另实施例，提供了一种系统。该系统可以包括致动器，该致动器可操作地耦合到包括孔的盖板。该系统还可以包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有与其体现的程序指令。这些程序指令可以是可由处理器执行的，以使该处理器通过该处理器控制该致动器的操作，使得该致动器相对于该约瑟夫逊结调节该孔的位置，该约瑟夫逊结位于被该盖板屏蔽的约瑟夫逊结谐振器裸片上。这种系统的优点可以是一个或多个等离子体处理的受控实现方式以便选择性地调谐量子位阵列的对应的约瑟夫逊结谐振器。
[0014]在一些示例中，这些程序指令可以进一步引起该处理器由该处理器控制该致动器的操作，使得该致动器将该盖板的孔与该约瑟夫逊结对齐。这种系统的优点可以是多个约瑟夫逊结谐振器，这些谐振器可以基于该盖板的对齐来并行或串行地调谐。
附图说明
[0015]图1示出了根据在此所描述的一个或多个实施例示出了的约瑟夫逊结谐振器频率调谐过程的示例、非限制性第一阶段的图，其中可以标识一个或多个约瑟夫逊结谐振器(例如，超导量子位)用于暴露于一个或多个随后的等离子体处理。
[0016]图2示出了根据在此描述的一个或多个实施例的约瑟夫逊结谐振器频率调谐过程的示例的、非限制性的第二阶段的图，其中可以将一个或多个掩模图案化以保护一个或多个约瑟夫逊结谐振器，同时暴露该一个或多个标识的约瑟夫逊结谐振器。
[0017]图3示出了根据在此描述的一个或多个实施例的、由一个或多个掩模至少部分地覆盖的、非限制性的约瑟夫逊结谐振器裸片(die)的图，该一个或多个掩模包括可以控制等离子体处理的一种或多种反应气体物种的迁移的一个或多个电极。
[0018]图4示出了根据在此描述的一个或多个实施例的、由一个或多个多层掩模至少部分地覆盖的、非限制性的约瑟夫逊结谐振器裸片的图。
[0019]图5示出了根据在此描述的一个或多个实施例的约瑟夫逊结谐振器频率调谐过程的示例、非限制性第三阶段的图，其中可以使该一个或多个暴露的约瑟夫逊结谐振器经受一个或多个等离子体处理。
[0020]图6示出了根据在此描述的一个或多个实施例的约瑟夫逊结谐振器频率调谐过程的示例的、非限制性的第三阶段的图，其中可以对该一个或多个等离子体处理进行局部化。
[0021]图7示出了根据在此所描述的一个或多个实施例的盖板装置的示例、非限制性截面图的图，该盖板装置可以控制一个或多个盖板的对齐以便协助一个或多个约瑟夫逊结谐振器频率调谐过程。
[0022]图8示出了根据在此所描述的一个或多个实施例的盖板装置的示例、非限制性俯视图的图，该盖板装置可以控制一个或多个盖板的对齐以便协助一个或多个约瑟夫逊结谐振器频率调谐过程。
[0023]图9示出了根据在此描述的一个或多个实施例的盖板装置的示例、非限制性俯视图的图，该盖板装置可以控制一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：经由等离子体处理来化学改变约瑟夫逊结谐振器的约瑟夫逊结；以及基于所述等离子体处理的特性选择性地调谐所述约瑟夫逊结谐振器的操作频率。2.根据前述权利要求所述的方法，其中所述特性是选自包括以下各项的组的至少一个成员：所述等离子体处理的处理时间、所述等离子体处理的化学成分、通过所述等离子体处理递送到所述约瑟夫逊结的能量的量、以及所述等离子体处理所采用的气体的分压。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述等离子体处理使所述约瑟夫逊结暴露于一系列等离子体，并且其中所述等离子体处理改变所述约瑟夫逊结的电阻。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：经由等离子体束将所述等离子体处理定位到所述约瑟夫逊结的附近。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将掩模层沉积在所述约瑟夫逊结谐振器上，其中所述掩模层包括与所述约瑟夫逊结的位置相关的孔，并且其中所述掩模层保护第二约瑟夫逊结免于所述等离子体处理。6.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述掩模层包括面向所述约瑟夫逊结的第一表面和面向所述等离子体处理的第二表面，其中，所述第一表面的特征在于吸收所述等离子体处理的等离子体物种的化学成分，并且其中，所述第二表面的特征在于对所述等离子体处理是惰性的另一化学成分。7.根据前述两个权利要求中任一项所述的方法，还包括：在所述掩模层中的所述孔的周边处图案化电极，以及经由所述电极的操作控制所述等离子体处理的反应性物种跨所述掩模层的迁移。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：将惰性衬垫压缩到所述约瑟夫逊结谐振器上，其中所述惰性衬垫包括与所述约瑟夫逊结的位置相关的孔，并且其中所述惰性衬垫密封了来自所述等离子体处理的邻近所述约瑟夫逊结的第二约瑟夫逊结。9.一种方法，包括：经由等离子体处理来化学改变约瑟夫逊结谐振器的约瑟夫逊结；以及基于所述等离子体处理的特性调节所述约瑟夫逊结的电阻。10.根据前述权利要求所述的方法，其中所述等离子体处理使所述约瑟夫逊结暴露于一系列等离子体，其中所述等离子体处理改变所述约瑟夫逊结的电阻，并且其中所述特性是选自包括以下各项的组的至少一个成员：所述等离子体处理的处理时间、所述等离子体处理的化学成分、通过所述等离子体处理递送到所述约瑟夫逊结的能量的量、以及所述等离子体处理所采用的气体的分压。11.根据前述两个权利要求中任一项所述的方法，还包括：经由等离子体束将所述等离子体处理定位到所述约瑟夫逊结的附近。12.根据前述三个权利要求中任一项所述的方法，还包括：将掩模层沉积在所述约瑟夫逊结谐振器上，其中所述掩模层包括与所述约瑟夫逊结的位置相关的孔，并且其中所述掩模层保护所述约瑟夫逊结谐振器的一部分免于所述等离子体处理。13.根据前述权利要求所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：E莱万多夫斯基，姚正邦，E张，B韦伯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：