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具有阻抗匹配网络的约瑟夫森参量转换器制造技术

技术编号:42407102 阅读:8 留言:0更新日期:2024-08-16 16:26
本文提供的一个或多个系统、装置和/或使用方法涉及一种装置,其可以提供带宽和/或饱和功率以放大多个读出频率或转换一个或多个频率。在量子技术中,可以采用本文提供的一个或多个系统、装置和/或使用方法来同时读出多个量子位谐振器。一种装置可以包括约瑟夫森参量转换器装置,该约瑟夫森参量转换器装置包括具有一对节点的约瑟夫森环形调制器以及跨该对节点可操作地连接的阻抗匹配电路网络。该装置可以在放大模式或转换模式下单独操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及频率空间内的信号放大和信号移动,并且更具体地涉及由具有阻抗匹配网络的约瑟夫森参量转换器执行这些操作中的一个或多个操作。


技术介绍

1、量子计算通常是使用量子力学现象来执行计算和信息处理功能。量子计算可以被看作与经典计算相反,经典计算通常利用晶体管对二进制值进行操作。也就是说,虽然经典计算机可以对为0或1的位值进行操作,但是量子计算机对包括0和1两者的叠加的量子比特(量子位(qubits))进行操作。量子计算具有解决由于计算复杂性而不能或只能在经典计算机上缓慢解决的问题的潜力。

2、在大规模上,量子计算云服务提供商可以在一年期间为用户执行数百万量子作业。每个量子作业可以包括一个或多个量子程序的执行。在量子位状态仅可以存在(或者可以仅是相干的)有限的时间量的情况下,量子逻辑电路(例如,包括一个或多个量子位)的操作目标可以是减少操作的时间和/或增加操作的速度。操作量子逻辑电路所花费的时间可能不期望地减少对一个或多个量子位的操作的可用时间。这可能是由于在一个或多个量子位的去相干之前,一个或多个量子位的可用相干时间。例如,在一些情况下,量子位状态可以在小于100至200微秒内丢失。此外,对量子位的操作通常引入某种误差,例如某种程度的去相干和/或某种程度的量子噪声,进一步影响量子位可用性。量子噪声可以指可归因于量子相互作用的离散和/或概率性质的噪声。延长量子态的寿命并延长相干时间的装置设计可能是期望的。

3、此外,在大规模上,大量的量子作业可能产生快速执行相应量子程序的压力。也就是,增加的执行速度可能直接和/或间接地与最大化系统使用、最小化用户必须等待测量结果和/或最小化对经典计算资源的不期望的消耗相关。还可能产生压力以良好地执行这些量子作业,使得可以从近期易出错的系统中提取最高级性能和/或使得可以改进相对于编译成物理级脉冲的相应量子系统的一个或多个量子位的测量质量(例如,与准确度、精度和/或测量效率有关)。

4、由量子系统控制的物理的、真实世界的量子逻辑电路可以包括多个量子位。一种类型的量子位,超导量子位,可以包括约瑟夫森结,并且一般地仅在低温室(例如,稀释制冷器)内操作。一个或多个这样的超导量子位可以被多路复用到包含在该低温室内的每个测量电路。

5、约瑟夫森参量转换器(jpc)是在量子噪声极限附近操作的非简并三波混频装置。他们可以在高保真量子位读出设置中用作前置放大器,并且可以在微波域中实现无损耗量子转导(transduction)。他们构成以单个泵浦音调(bump tone)操作的频率保持非互易装置(例如,约瑟夫森定向放大器和约瑟夫森隔离器)中的基本构建块。


技术实现思路

1、以下呈现概述以提供对本文描述的一个或多个实施例的基本理解的。本概述并不旨在标识关键或重要的元素、描绘特定实施例的范围或权利要求的范围。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。在本文描述的一个或多个实施例中,系统、计算机实现的方法、装置和/或计算机程序产品促进了用于增加约瑟夫森装置(诸如约瑟夫森参量转换器)的带宽和/或饱和功率的过程。在量子领域中,这样的实现可以允许由共同的约瑟夫森参量转换器装置促进的多个量子位谐振器的同时读出。

2、根据实施例,一种装置可以包括约瑟夫森参量转换器(jpc),该约瑟夫森参量转换器包括具有一对节点的约瑟夫森环形调制器(jrm)以及跨该对节点可操作地连接的阻抗匹配电路网络。

3、根据另一实施例,一种方法可以包括通过可操作地耦合到处理器的系统跨一对节点可操作地耦合阻抗匹配电路网络来由该系统增加包括具有该对节点的约瑟夫森环形调制器(jrm)的约瑟夫森参量转换器(jpc)装置的带宽。

4、根据又一实施例,一种系统可以包括处理器、由该处理器控制的芯片、以及约瑟夫森参量转换器(jpc)装置,该装置包括具有一对节点的约瑟夫森环形调制器(jrm)以及跨该对节点可操作地连接的阻抗匹配电路网络。

5、上述装置、系统和/或方法的优点可以是装置的增加的带宽和/或饱和功率。

6、在上述装置、系统和/或方法的一个或多个实施例中,该装置可以包括具有另一对节点的jrm,以及跨该另一对节点可操作地连接的另一阻抗匹配电路网络。一个优点可以是促进具有增加的带宽的放大模式,用于同时从多个量子位读出状态。

7、在上述装置、系统和/或方法的一个或多个实施例中,装置可以在放大模式或转换模式下单独操作。与现有技术相比,优点可以是实用性和弹性。

8、在上述装置、系统和/或方法的一个或多个实施例中,所述jrm可以包括在沿着jrm的外环的相邻节点之间串联连接的约瑟夫森结的矩阵。这样做的优点可以是增加装置的带宽和饱和功率。

9、根据又一实施例,一种装置可以包括具有多个节点的约瑟夫森环形调制器(jrm)、可操作地连接到jrm的一个或多个阻抗匹配电路网络、以及可操作地连接到jrm的多个节点的泵浦电路。

10、该装置的优点可以是增加的装置的带宽和/或饱和功率。

11、根据又一实施例,一种装置可以包括多个堆叠层以及布置在堆叠层中的一个或多个堆叠层处的约瑟夫森环形调制器(jrm),其中jrm的节点被定向在堆叠层中的一个上的jrm的覆盖区域的拐角处。

12、该方法的优点可以是限制到采用jrm的jpc装置的信号端口和空闲端口的节点的交叉量。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种装置,包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述JPC还包括:

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述JPC还包括:

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述装置在放大模式下或在转换模式下单独可操作。

5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述JRM在所述放大模式下或在所述转换模式下是可探测的,以确定等效电阻和等效阻抗斜率,从而确定用作所述阻抗匹配电路网络的一个或多个组件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述JRM具有另一对节点,并且所述JPC还包括:

7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述泵浦电路主要环绕所述JRM的整个圆周。

8.根据权利要求6所述的装置,其中,所述JRM还包括另一对节点,并且其中,所述泵浦电路包括传输线分部,所述传输线分部环绕所述JRM并且沿着所述传输线以确定的间隔电容性耦合到所述JRM的所述四个节点。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述JRM具有另一对节点,并且其中,所述对节点中的节点和所述另一对节点中的节点被定向在具有四边形二维覆盖区域的所述JRM的拐角处。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述JRM还包括:

11.一种方法,包括:

12.根据权利要求11所述的方法,还包括:

13.根据前述权利要求11至12中任一项所述的方法,还包括:

14.根据前述权利要求11至13中任一项所述的方法,还包括:

15.根据前述权利要求11至14中任一项所述的方法,还包括:

16.根据前述权利要求11至15中任一项所述的方法,还包括:

17.根据前述权利要求11至16中任一项所述的方法,还包括:

18.一种系统,包括:

19.根据权利要求18所述的系统,其中,所述装置还包括:

20.根据权利要求19所述的系统,其中,所述对节点和所述另一对节点按照在所述对节点中的节点与所述另一对节点中的节点之间围绕所述JRM的所述外部电路环交替的顺序连接到所述环。

21.一种装置,包括:

22.根据权利要求21所述的装置,其中,所述泵浦电路通过环绕所述JRM的传输线分部可操作地耦合到所述JRM的四个节点。

23.根据前述权利要求21至22中任一项所述的装置,还包括:

24.一种装置,包括:

25.根据权利要求24所述的装置,其中,所述JRM的所述节点串联连接在外环中,其中,约瑟夫森结的矩阵进一步在沿着所述外环的相邻节点之间串联连接。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种装置,包括:

2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述jpc还包括:

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述jpc还包括:

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述装置在放大模式下或在转换模式下单独可操作。

5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述jrm在所述放大模式下或在所述转换模式下是可探测的,以确定等效电阻和等效阻抗斜率,从而确定用作所述阻抗匹配电路网络的一个或多个组件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述jrm具有另一对节点,并且所述jpc还包括:

7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述泵浦电路主要环绕所述jrm的整个圆周。

8.根据权利要求6所述的装置,其中,所述jrm还包括另一对节点,并且其中,所述泵浦电路包括传输线分部,所述传输线分部环绕所述jrm并且沿着所述传输线以确定的间隔电容性耦合到所述jrm的所述四个节点。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述jrm具有另一对节点,并且其中,所述对节点中的节点和所述另一对节点中的节点被定向在具有四边形二维覆盖区域的所述jrm的拐角处。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中,所述jrm还包括:

11.一种方...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·曼西尼B·阿卜多
申请(专利权)人:国际商业机器公司
类型:发明
国别省市:

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