[發明專利]共面波導通量量子比特設備

有效

• 申請號: 201580079470.4
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN107924489B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: Y.陳;J.馬蒂尼斯;D.T.桑克;A.S.巴澤加爾
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00;G06F13/40;H01L39/02;H01P3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王冉

1.一種量子比特設備，包括：

單分支共面縱向細長薄膜波導；

與所述單分支共面細長薄膜波導的近端電接觸的超導量子干涉器件SQUID，其中所述SQUID包括少于三個約瑟夫遜結；和

與細長薄膜波導共面并且與細長薄膜波導的遠端直接電接觸的接地平面；

其中至少在與所述SQUID的電接觸和與所述接地平面的電接觸之間，所述細長薄膜波導不由約瑟夫遜結中斷，其中所述細長薄膜、所述SQUID和所述接地平面包括在設計的操作溫度下超導的材料。

2.根據權利要求1所述的量子比特設備，其中所述細長薄膜波導包括第一側和第二相對側，并且其中所述第一側和所述第二側中的每一個與所述超導接地平面分開相應的間隙。

3.根據權利要求2所述的量子比特設備，其中每個相應間隙的寬度沿著所述細長薄膜波導的長度是恒定的。

4.根據權利要求1所述的量子比特設備，其中所述細長薄膜波導、超導環和接地平面中的每一個包括鋁或鈮。

5.根據權利要求1所述的量子比特設備，其中所述SQUID包括由至少一個約瑟夫遜結中斷的超導環。

6.根據權利要求5所述的量子比特設備，其中所述SQUID包括中斷所述超導環的兩個約瑟夫遜結。

7.根據權利要求1所述的量子比特設備，還包括襯底，其中所述細長薄膜波導、所述接地平面和所述SQUID位于所述襯底的表面上。

8.根據權利要求7所述的量子比特設備，其中所述襯底是藍寶石。

9.根據權利要求1所述的量子比特設備，其中所述細長薄膜波導包括沿著第一方向延伸的第一部分和沿第二不同方向延伸的第二部分。

10.一種量子比特設備，包括：

未由約瑟夫遜結中斷的細長薄膜，該細長薄膜包括沿著第一方向延伸的第一部分和沿著第二方向延伸的第二部分；

在所述第一和第二部分之間的位置處與所述細長薄膜電接觸的量子器件，其中，所述量子器件包括少于三個約瑟夫遜結；和

與所述細長薄膜共平面且與所述細長薄膜電接觸的接地平面；

其中所述細長薄膜、所述量子器件和所述接地平面包括在設計的操作溫度下超導的材料。

11.根據權利要求10所述的量子比特設備，其中所述量子器件是超導量子干涉器件。

12.一種量子比特控制系統，包括：

量子比特設備，該量子比特設備包括：(a)單分支共面縱向細長薄膜波導，(b)與所述細長薄膜波導的近端電接觸的超導量子干涉器件SQUID，其中，所述SQUID包括少于三個約瑟夫遜結，以及(c)與所述細長薄膜波導共面并且與細長薄膜波導的遠端直接電接觸的接地平面，

其中至少在與所述SQUID的電接觸和與所述接地平面的電接觸之間，所述細長薄膜波導不由約瑟夫遜結中斷，并且其中所述細長薄膜波導、所述SQUID和所述接地平面包括在設計的操作溫度下超導的材料；

與所述細長薄膜波導相鄰的量子偏置控制裝置，使得所述量子偏置控制裝置在操作期間感應耦合到所述細長薄膜波導；和

與量子比特設備的SQUID相鄰的SQUID偏置控制裝置，使得SQUID偏置控制裝置在操作期間感應耦合到量子器件。

13.根據權利要求12所述的量子比特控制系統，其中所述量子比特偏置控制裝置與所述細長超導薄膜波導的遠端電接觸。

14.根據權利要求12所述的量子比特控制系統，其中所述量子比特偏置控制裝置包括分流器。

15.根據權利要求14所述的量子比特控制系統，其中所述分流器包括多個電感器。