一种量子计算装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及量子计算技术领域，特别涉及一种量子计算装置。本发明专利技术实施例提供一种量子计算装置，包括量子芯片、壳体、低温流体管道和支撑结构；所述低温流体管道穿过所述壳体，所述低温流体管道流通有低温流体以为所述量子芯片提供低温环境；所述支撑结构一端连接所述壳体内壁，一端连接所述量子芯片，所述量子芯片通过所述支撑结构设置在所述壳体中。本发明专利技术实施例提供了一种量子计算装置，能够为量子芯片提供稳定的计算环境。提供稳定的计算环境。提供稳定的计算环境。

【技术实现步骤摘要】
一种量子计算装置


[0001]本专利技术涉及量子计算
，特别涉及一种量子计算装置。

技术介绍

[0002]随着传统芯片上的元件的尺寸不断缩小，芯片的性能不断提高。但芯片上的元件如晶体管存在最小尺寸极限，当元件的尺寸达到纳米级别时，量子隧道效应的存在会显著降低计算机的计算准确性。因此，计算速度和计算过量指数提升的量子芯片成为日后研究的主攻方向。
[0003]量子芯片基于量子纠缠实现其优异的性能。但是，量子芯片对其工作环境要求十分高。因此，为量子芯片提供更加稳定的环境意义重大。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种量子计算装置，能够为量子芯片提供稳定的计算环境。
[0005]本专利技术实施例提供一种量子计算装置，包括量子芯片、壳体、低温流体管道和支撑结构；所述低温流体管道穿过所述壳体，所述低温流体管道流通有低温流体以为所述量子芯片提供低温环境；所述支撑结构一端连接所述壳体内壁，一端连接所述量子芯片，所述量子芯片通过所述支撑结构设置在所述壳体中。
[0006]在一种可能的设计中，所述支撑结构包括由内到外依次套设的第一套管、第二套管和第三套管，所述第一套管、所述第二套管和所述第三套管之间通过各自的端口处连接，所述第一套管包括第一端口和第二端口，所述第二套管包括第三端口和第四端口，所述第三套管包括第五端口和第六端口，所述第一端口、所述第三端口和所述第五端口均朝向所述壳体内壁，所述第二端口、所述第四端口和所述第六端口均朝向所述量子芯片，所述第一端口与所述壳体的内壁连接，所述第二端口与所述第四端口连接，所述第三端口与所述第五端口连接，所述第六端口与所述量子芯片连接。
[0007]在一种可能的设计中，所述第一套管、所述第二套管和所述第三套管均为垂直于壳体内壁的管体，所述第二端口和所述第四端口之间与所述第三端口和所述第五端口之间均通过连接件连接。
[0008]在一种可能的设计中，所述第一套管的截面半径由所述第一端口到所述第二端口逐渐增大，所述第二套管的截面半径由所述第四端口向所述第三端口逐渐增大，所述第三套管的截面半径由所述第五端口向所述第六端口逐渐增大。
[0009]在一种可能的设计中，所述第六端口与所述量子芯片之间通过绝热橡胶圈连接。
[0010]在一种可能的设计中，所述支撑结构的制备材料包括低导热高强度的陶瓷复合材料。
[0011]在一种可能的设计中，所述量子芯片包括芯片主体和设置在所述芯片主体四周的
支撑连接部，所述芯片主体用于实现量子计算，所述支撑连接部用于与所述支撑结构连接；所述低温流体管道包括互相连通的管道部和传热部，所述传热部的外形为板状，所述传热部与所述芯片主体贴合以为所述芯片主体降温。
[0012]在一种可能的设计中，包括两个所述低温流体管道，两个所述低温流体管道的两个所述传热部分别设置在所述芯片主体的两侧，所述传热部沿厚度方向依次包括屏蔽部分和导热绝缘部分，所述屏蔽部分用于屏蔽电磁波信号以防止电磁波对所述芯片主体的干扰，所述导热绝缘部分用于为所述芯片主体降温，所述导热绝缘部分的内部为腔体，所述腔体与所述管道部连通以流通低温流体。
[0013]在一种可能的设计中，所述屏蔽部分为用于屏蔽Ghz波段的超材料；所述超材料包括周期排列层和基底层；所述周期排列层由多个矩形周期单元周期排列组成；所述周期单元由外到内依次包括第一圆环、正六边形环和第二圆环，所述第一圆环、所述正六边形环和所述第二圆环的几何中心和所述周期单元的几何中心重合；所述周期单元的边长为6~9mm，第一圆环的环宽为2mm，外径为5~8mm，所述正六边形环的环宽为2mm，外径为4~7mm，所述第二圆环的环宽为1mm，外径为3~5mm；所述周期排列层的厚度为0.5~0.8mm，所述基底层的厚度为2~3mm。
[0014]在一种可能的设计中，所述导热绝缘部分的制备材料包括硅橡胶、硅树脂、氧化铝、氮化硼和氮化铝中的至少一种。
[0015]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：在本专利技术的实施例中，将量子芯片放置在壳体中，低温流体管道穿过壳体，为壳体中的量子芯片提供稳定的低温环境。为了减少冷量的损耗，需要在壳体内抽真空，还需要减少量子芯片与壳体的接触面积，因此，通过支撑结构将量子芯片悬空固定在壳体内部，支撑结构既能提供稳定的支撑性能，又能减少量子芯片的冷量损耗。具体地，支撑结构减少量子芯片的冷量损耗来自两个方面，首先，支撑结构具有一定长度，长度越长，越有利于防止冷量损耗，其次，支撑结构与量子芯片和壳体的接触面积小，同样能够减少冷量损耗。
[0016]可以理解的是，为了适应壳体内的空间和量子芯片的位置，可以对低温流体管道的外形进行适应性设计调整。为了保证量子芯片的低温环境，可以设计多个低温流体管道，当然这样会牺牲一定的空间。为了保证对量子芯片的降温效果，需要低温流体管道与量子芯片贴合以进行充分的热传递。
[0017]需要说明的是，本实施例的量子计算装置还包括导线，导线的一端穿过壳体与量子芯片连接，另一端与外部的微波脉冲装置、信号接收装置等设备连接。低温流体管道中流经的低温流体可以是液氢，可以是液氮，还可以是液氦。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面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，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术实施例提供的一种量子计算装置的结构示意图；
图2是本专利技术实施例提供的一种支撑结构的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种支撑结构的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种周期排列层的结构示意图。
[0020]图中：1
‑
量子芯片；11
‑
芯片主体；12
‑
支撑连接部；2
‑
壳体；3
‑
低温流体管道；31
‑
管道部；32
‑
传热部；321
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屏蔽部分；321a
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第一圆环；321b
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正六边形环；321c
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第二圆环；322
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导热绝缘部分；4
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支撑结构；41
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第一套管；42
‑
第二套管；43
‑
第三套管；44
‑
连接件；51
‑
超导测温部；52
‑
导线部。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子计算装置，其特征在于，包括量子芯片（1）、壳体（2）、低温流体管道（3）和支撑结构（4）；所述低温流体管道（3）穿过所述壳体（2），所述低温流体管道（3）流通有低温流体以为所述量子芯片（1）提供低温环境；所述支撑结构（4）一端连接所述壳体（2）内壁，一端连接所述量子芯片（1），所述量子芯片（1）通过所述支撑结构（4）设置在所述壳体（2）中。2.根据权利要求1所述的量子计算装置，其特征在于，所述支撑结构（4）包括由内到外依次套设的第一套管（41）、第二套管（42）和第三套管（43），所述第一套管（41）、所述第二套管（42）和所述第三套管（43）之间通过各自的端口处连接，所述第一套管（41）包括第一端口和第二端口，所述第二套管（42）包括第三端口和第四端口，所述第三套管（43）包括第五端口和第六端口，所述第一端口、所述第三端口和所述第五端口均朝向所述壳体（2）内壁，所述第二端口、所述第四端口和所述第六端口均朝向所述量子芯片（1），所述第一端口与所述壳体（2）的内壁连接，所述第二端口与所述第四端口连接，所述第三端口与所述第五端口连接，所述第六端口与所述量子芯片（1）连接。3.根据权利要求2所述的量子计算装置，其特征在于，所述第一套管（41）、所述第二套管（42）和所述第三套管（43）均为垂直于壳体（2）内壁的管体，所述第二端口和所述第四端口之间与所述第三端口和所述第五端口之间均通过连接件（44）连接。4.根据权利要求2所述的量子计算装置，其特征在于，所述第一套管（41）的截面半径由所述第一端口到所述第二端口逐渐增大，所述第二套管（42）的截面半径由所述第四端口向所述第三端口逐渐增大，所述第三套管（43）的截面半径由所述第五端口向所述第六端口逐渐增大。5.根据权利要求2所述的量子计算装置，其特征在于，所述第六端口与所述量子芯片（1）之间通过绝热橡胶圈连接。6.根据权利要求1所述的量子计算装置，其特征在于，所述支撑结构（4）的制备材料包括低导热高强度的陶瓷复合材料。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉诚，张少仲，张栩，
申请(专利权)人：中诚华隆计算机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：