【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及两个芯片之间的绝缘系统，这两个芯片在10k以下的不同温度下以相对于彼此热绝缘的方式操作，其中两个芯片中的第一芯片和第二芯片之间通过包括电连接的连接系统进行信息交换。
技术介绍
1、传统计算机使用具有集成电路的半导体部件进行操作。这些电路总是与基于逻辑“0”或“1”的系统一起操作、即切换“开”或“关”。这在半导体存储器中的实现方式是，电位高于或低于阈值。这两种状态构成了计算机中最小的单元，被称为“比特”。
2、为了实现电路，这些半导体部件通常包括掺杂的硅元素。因此，例如，晶体管电路可以布置在这样的半导体部件中并且被链接以形成逻辑电路。这些半导体部件现在可以通过越来越好的化学和物理生产方法以越来越紧凑的方式生产。然而，这种紧凑达到了其物理极限。电路的密度和温度都常常导致这种半导体部件中的问题。因此，优化仍然可以实现，特别是通过多个层模型、更高的开关时钟或以其它方式在半导体材料的选择中实现。然而，由于数据量巨大，许多应用领域的计算能力往往不够，例如密码技术或天气或气候模型的计算。
3、众所周知，所谓量子计算机的模型可以显著提高计算能力。然而，从技术上讲，由于不同的原因，它们还无法实现。量子计算机的模型提供了使用粒子的量子力学状态，例如电子。具有两种状态的量子力学系统被称为“量子比特”，是存储信息的最小单元。例如，量子力学态的自旋“向上”和自旋“向下”定义了量子比特。
4、电子自旋量子比特的原理始终相同，与各自选择的材料系统无关。半导体异质结构、半导体和绝缘体之间的界面或各种材料缺陷通常
5、量子计算机的潜力在于所谓的量子比特(也称为量子位)。各种类型的量子比特技术都有相同的困难，即它们的状态非常不稳定。量子比特必须冷却到极低(低温)温度，通常在0.1k以下，这样量子比特在足够长的时间内对计算过程保持可控。为了还将大量量子比特连接到所需的读出和控制电子器件，需要例如通过微制造的连接元件实现的非常高的连接密度。可以预期用于监测电路的耗散显著超过量子比特温度下可用的冷却功率。因此，需要同时实现高连接密度和热绝缘的方法或装置。由于较高的操作温度(1k以上)，可以为监测电路提供更高数量级的冷却功率。
6、热绝缘电连接通常需要具有类似结构性能的支撑结构，如硅，以保持机械稳定性。然而，支撑结构同样可以仅具有低热导率。
7、在anzilotti-kimura,n.d.[等人]：基于非周期多层膜的声学声子纳米波器件：实验和理论；物理评论b 76，2007年，第17期，第174301页(anzilotti-kimura,n.d.[et al.]:acoustic phonon nanowave devices based on aperiodic multilayers:experimentand theory；physical review b 76,2007,no.17,174301)中，描述了基于gaas和alas层的非周期性堆叠的多层声学纳米波部件。可以使用标准分子束外延(mbe)技术来生产多层声学纳米波部件。开发这些纳米结构是为了在太赫兹范围内显示优化的声反射率曲线。这里使用了各种技术来设计、优化和表征这种声学声子部件。
8、在aliev,g.n.[等人]：多孔硅中的高超音速声镜和微腔；应用物理快报(apl)，第96卷，2010年，第12期，第124101页(aliev,g.n.[et al.]:hypersonic acoustic mirrorsand microcavities in porous silicon；applied physics letters(apl),vol 96,2010,no.12,124101)中，描述了多孔硅中的声学高超音速镜和微腔。周期性固体结构具有用于特定频率的波的传输阻带。说明了多孔硅多层结构中声学带隙的实现和直接测量，该结构对于千兆赫范围内的纵向声波具有50db的阻带。进一步证明了在多孔硅中声学微腔结构的实现。
9、在de boor,j.[等人]：多孔硅热导率的温度和结构尺寸依赖性(de boor,j.[etal.]:temperature and structure size dependence of the thermal conductivity ofporous silicon)，在epl(欧洲物理快报)，第96卷，2011年第1期，第16001页中描述了多孔硅热导率的温度和结构尺寸依赖性。这里显示了如何进行作为温度和平均结构尺寸的函数的热导率的测量，以评估多孔硅作为热电材料的潜力。描述了对平均结构尺寸在7nm和100nm之间的样品的研究如何显示出热导率的显著降低。通过简单的动力学模型来解释对结构尺寸和温度的依赖性，该模型基于有效声子平均自由程的减少。
10、纳米声子薄膜滤波器和反射镜由lanzilotti-kimura,n.d.[等人]：应用物理快报(apl)，第96卷，2010年，第5期，第053101页中通过皮秒超声的纳米声子薄膜过滤器和反射镜研究(lanzilotti-kimura,n.d.[et al.]:nanophononic thin-film filters andmirrors studied by picosecond ultrasonics)已知。利用皮秒超声研究了优化的声学声子薄膜滤波器。为了在亚太赫兹范围内操作，对基于非周期多层的宽带镜和滤色器进行了优化，并通过分子束外延制备。这里说明了如何利用入射到基底相对侧的泵浦脉冲和样品脉冲进行时间分辨差分光学反射率实验。进一步分析了自由表面对非周期部件效果和al覆盖层对非周期部件的影响。
11、量子比特控制或读出中的一个问题是，迄今为止，还没有已知的技术能够在-260℃以下的极低温度下实现所需的同时具有高连接密度的热绝缘。然而，这是量子比特和低温电路集成的关键部件。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是避免现有技术的缺点，并提供一种在10k以下的不同温度下操作的两个芯片之间具有相应布线的绝缘系统。
2、根据本专利技术实现的目的在于，在开头提到的类型的两个芯片之间的绝缘系统的情况下，提供用于热绝缘的布拉格反射器，其具有用于电连接的通道。
3、本专利技术的原理是，起布拉格反射器作用的绝缘系统会导致垂直于布拉格反射器的高声子散射，从而大大抑制热导率。该绝缘系统放置在待绝缘的芯片之间。电连接可以通过绝缘系统导致具有高连接密度的信息交换。
4、在根据本专利技术的绝缘系统的有利的设计方案中，布拉格反射器由层系统组成，其层具有不同的物理性质。在这样的层系统中发生适当的干涉，导致本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，所述两个芯片(10，12)在10K以下的不同温度下以相对于彼此热绝缘的方式操作，其中，在所述两个芯片(10，12)中的第一芯片(10)和第二芯片(12)之间通过包括电连接(16)的连接系统(14)进行信息交换，所述连接系统还包括用于热绝缘的布拉格反射器(24)，所述布拉格反射器具有用于电连接(16)的通道(29)。
2.根据权利要求1所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，所述布拉格反射器(24)由层系统(26)组成，所述层系统的多层(28)具有不同的物理性质。
3.根据权利要求2所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，所述层系统(26)的所述多层(28)包含具有不同声阻抗的不同材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，所述层系统(26)的所述多层(28)的厚度被不同地配置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，层(28)包含多孔材料和/或多孔
6.根据权利要求1至5中任一项所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，所述第一芯片(10)包括监测和控制电路，并且所述第二芯片(12)包括计算单元。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，所述电连接(16)配置为超导的，特别是超导过孔。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，还包括带有具有超流氦的通道(38)的固体(36)和/或用于散热的具有高热导率的固体。
9.根据权利要求8所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，布拉格反射器(24)布置成串联连接。
10.根据权利要求9所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，带有具有超流氦的通道(38)的固体(36)和/或具有高热导率的固体(36)布置在串联连接用于散热的布拉格反射器(24)之间。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，所述两个芯片(10，12)在10k以下的不同温度下以相对于彼此热绝缘的方式操作，其中，在所述两个芯片(10，12)中的第一芯片(10)和第二芯片(12)之间通过包括电连接(16)的连接系统(14)进行信息交换，所述连接系统还包括用于热绝缘的布拉格反射器(24)，所述布拉格反射器具有用于电连接(16)的通道(29)。
2.根据权利要求1所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，所述布拉格反射器(24)由层系统(26)组成，所述层系统的多层(28)具有不同的物理性质。
3.根据权利要求2所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，所述层系统(26)的所述多层(28)包含具有不同声阻抗的不同材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的两个芯片(10，12)之间的绝缘系统(20)，其中，所述层系统(26)的所述多层(28)的厚度被不同地配置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的两个芯片(10，...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·布鲁姆，
申请(专利权)人：于利希研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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