超导量子比特自电容小型化设计方法及超导量子比特自电容技术

本发明专利技术属于超导量子计算技术领域，特别涉及一种超导量子比特自电容小型化设计方法及超导量子比特自电容，将电容宽度作为电容小型化衡量标准，并设置电容基本参数为恒定数值，设置电容形状为调整优化参数；借助第三方仿真软件来获取当前形状下电容性能参数，其中，性能参数至少包含：近似电容值、相干时间长度及电场分布，并依据性能参数选定电容形状下一步优化方向；依据电容优化前后的性能参数，筛选出相干时间最优且电场分布最佳的电容形状，并通过比较筛选出的电容形状与平行板电容之间尺寸差来衡量小型化效果。本发明专利技术在保持超导量子比特相干时间的同时，能够实现对自电容的小型化设计，以满足当前超导量子比特芯片集成中的应用。的应用。的应用。

【技术实现步骤摘要】
超导量子比特自电容小型化设计方法及超导量子比特自电容


[0001]本专利技术属于超导量子计算
，特别涉及一种超导量子比特自电容小型化设计方法及超导量子比特自电容。

技术介绍

[0002]超导量子比特自提出以来受到广泛关注，被认为是未来实现大规模实用化量子计算的最佳候选体系之一。当前的超导量子比特设计采用大的共面平行板电容器，用于稀释非晶界面电介质的能量参与。该电容结构存在以下问题：1、大尺寸的单量子规模以及微波设计的复杂性。平行板电容之间的寄生电容耦合会导致杂散量子比特耦合，增加相干误差，又影响到量子比特的保真度。2、超导量子比特芯片集成度受限。容错量子计算需要数量庞大的物理比特实现，在可预见的将来，超导量子芯片中的比特数目将迅速增加，因而对超导量子芯片的集成度要求更高。由于目前单一芯片上的量子比特受限，量子比特的尺寸也因此受到限制。3、集成度增加带来的问题：电荷噪声、电路串扰、损耗，影响着超导量子比特的性能表现。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术提供一种超导量子比特自电容小型化设计方法及超导量子比特自电容，在保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导量子比特自电容小型化设计方法，其特征在于，包含如下内容：将电容宽度作为电容小型化衡量标准，并设置电容基本参数为恒定数值，设置电容之间的相干时间为优化指标，设置电容形状为调整优化参数，其中，电容基本参数至少包含平行电极板尺寸、约瑟夫森结宽带、平行电极板间隔、及约瑟夫森结等效电感电容值；借助第三方仿真软件来获取当前形状下电容性能参数，其中，性能参数至少包含：近似电容值、相干时间长度及电场分布，并依据性能参数选定电容形状下一步优化方向；依据电容优化前后的性能参数，筛选出相干时间最优且电场分布最佳的电容形状，并通过比较筛选出的电容形状与平行板电容之间尺寸差来衡量小型化效果。2.根据权利要求1所述的超导量子比特自电容小型化设计方法，其特征在于，借助第三方仿真软件来获取当前形状下电容性能参数中，通过调整电容形状来改变超导量子比特性质，并借助Q3D模型仿真获取当前电容形状下的麦克斯韦电容矩阵，依据电容矩阵和LOM超导量子比特仿真得到近似电容值和相干时间长度；通过建立电场仿真图来分析当前形状下电容的电场分布和介电损耗。3.根据权利要求1或2所述的超导量子比特自电容小型化设计方法，其特征在于，电容形状优化方向包含：平行电极板板宽尺寸缩减及形状调整。4.根据权利要求3所述的超导量子比特自电容小型化设计方法，其特征在于，电容形状优化方向还包含：平行电极板之间凸起数量及形状调整。5.一种超导量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张潮洁，王卫龙，单征，刘福东，赵炳麟，王立新，穆清，费洋扬，孟祥栋，孙回回，王淑亚，杨天，何昊冉，袁本政，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：