System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种超导量子比特耦合结构制造技术_技高网

一种超导量子比特耦合结构制造技术

技术编号:42670820 阅读:43 留言:0更新日期:2024-09-10 12:24
本发明专利技术公开了一种超导量子比特耦合结构,设置于比特之间,至少包括一个电容;可调谐振腔,设置于所述电容一与所述比特之间;其中,所述电容以及所述可调谐振腔均存在长度,所述电容与所述比特之间的空间用于作为所述比特的布线空间。本发明专利技术通过谐振腔与SQUID并联,形成频率可调谐振腔。通过调节外界磁通可以调节腔频,从而实现对比特间耦合强度的调节甚至关断,可抑制比特间串扰,提高比特相干时间和保真度,同时由于电容一与电容二的存在,使比特之间的距离增大,比特的控制线可从如图1中的布线空间的上方经过,而绕开比特上方区域,避免对于比特的干扰,同时为比特数量扩展提供了可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及量子的,尤其涉及一种超导量子比特耦合结构


技术介绍

1、超导量子比特之间的耦合结构不仅需要具备对比特间耦合强度进行调节的能力,而且还需要为布线提供足够的空间,以确保耦合结构的稳定性和可控性。而其中,可调耦合器作为重要的组成元件之一,其功能不仅仅限于调节比特间的耦合强度,也可通过调节其内部参数,如电容或电感值,实现对量子比特之间耦合强度的精准控制,为执行量子门操作和创建量子纠缠提供了必要的灵活性。在量子算法的执行过程中,特定步骤的成功实现往往依赖于可调耦合器的有效调节。举例而言,grover搜索算法和shor分解算法等复杂的量子算法涉及多个量子比特之间的相互作用,而这些相互作用的强度需要根据具体任务的需求进行调整。

2、为了确保可调耦合器对比特的影响最小化,必须注意保持耦合器的频率远离比特频率。这样一来,就能够有效减小耦合器对比特状态的影响,保持比特的相干性和保真度。然而,在远离比特频率的前提下,仍需保持一定的耦合强度,以确保耦合器在量子门操作和纠缠生成中的有效性。

3、当前的可调耦合器至少存在以下缺点:尺寸扩展受限,随着量子比特数量的增加,需要更大的布线空间来连接这些比特,然而当前可调耦合器的尺寸扩展面临困难;


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种超导量子比特耦合结构。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用了如下技术方案:一种超导量子比特耦合结构,设置于比特之间,至少包括一个电容;

3、可调谐振腔,设置于所述电容一与所述比特之间;

4、其中,所述电容以及所述可调谐振腔均存在长度,所述电容与所述比特之间的空间用于作为所述比特的布线空间。

5、作为上述技术方案的进一步描述,所述可调谐振腔由谐振腔与超导量子干涉仪并联组成,所述超导量子干涉仪由两个约瑟夫森结并联组成。

6、作为上述技术方案的进一步描述,所述可调谐振腔的频率ωr(φ):

7、

8、其中,rl=elr/ejs是裸腔和squid的电感能之比,φe为外加磁通,φ0是磁通量子,d=(ejs1-ejs2)/(ejs1+ejs2)为squid中两个结的不对称性,φs=φ1+φ2为腔在squid处的超导相位,φ0通过tan(φ0)=dtan(πφe/φ0)求解。

9、作为上述技术方案的进一步描述,所述电容包括电容一与电容二;

10、所述比特,所述电容一,所述电容二以及所述可调谐振腔处于芯片层一中,所述比特的xy驱动线以及磁通偏置处于芯片层二中;

11、所述芯片层一与所述芯片层二倒装焊接为一体。

12、作为上述技术方案的进一步描述,所述电容一与所述电容二的长度为300-500μm,所述可调谐振腔的长度为550-700μm。

13、作为上述技术方案的进一步描述,所述比特为接地型或浮地型。

14、作为上述技术方案的进一步描述,所述谐振腔为λ/4谐振腔或λ/2谐振腔,其中所述λ/2谐振腔的两端均与地断开,所述λ/4谐振腔的一端通过超导量子干涉仪接地。

15、作为上述技术方案的进一步描述,所述谐振腔由两端的直线单元以及中间的弯曲单元组成。

16、本专利技术具有如下有益效果:

17、1、本专利技术由于电容一与电容二的存在,使比特之间的距离增大,比特的控制线可从如图1中的布线空间的上方经过,而绕开比特上方区域,避免对于比特的干扰,同时为比特数量扩展提供了可能性。

18、2、本专利技术通过谐振腔与超导量子干涉仪(squid)并联,形成频率可调谐振腔。通过调节外界磁通可以调节腔频,从而实现对比特间耦合强度的调节甚至关断,可抑制比特间串扰,提高比特相干时间和保真度。

19、3、本专利技术中的可调谐振腔形状调节灵活,可以充分利用比特之间的空间,在调节形状时只需关注腔长度就能保证频率与设计值相符,更加简单方便,便于成型。

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【技术保护点】

1.一种超导量子比特耦合结构,设置于比特之间,其特征在于:至少包括一个电容;

2.根据权利要求1所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述可调谐振腔由谐振腔与超导量子干涉仪并联组成,所述超导量子干涉仪由两个约瑟夫森结并联组成。

3.根据权利要求1所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述可调谐振腔的频率ωr(φ):

4.根据权利要求1所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述电容包括电容一与电容二;

5.根据权利要求4所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述电容一与所述电容二的长度为300-500μm,所述可调谐振腔的长度为550-700μm。

6.根据权利要求1所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述比特为接地型或浮地型。

7.根据权利要求2所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述谐振腔为λ/4谐振腔或λ/2谐振腔,其中所述λ/2谐振腔的两端均与地断开,所述λ/4谐振腔的一端通过超导量子干涉仪接地。

8.根据权利要求1所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述谐振腔由两端的直线单元以及中间的弯曲单元组成。

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【技术特征摘要】

1.一种超导量子比特耦合结构,设置于比特之间,其特征在于:至少包括一个电容;

2.根据权利要求1所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述可调谐振腔由谐振腔与超导量子干涉仪并联组成,所述超导量子干涉仪由两个约瑟夫森结并联组成。

3.根据权利要求1所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述可调谐振腔的频率ωr(φ):

4.根据权利要求1所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征在于:所述电容包括电容一与电容二;

5.根据权利要求4所述的一种超导量子比特耦合结构,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘雪飞张祥杨斌郭伟贵
申请(专利权)人:量子科技长三角产业创新中心
类型:发明
国别省市:

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