[發(fā)明專利]包括多個芯片的量子計算電路以及用于制造其的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011138243.3 | 申請日： | 2020-10-22 |
| 公開（公告）號： | CN113935492A | 公開（公告）日： | 2022-01-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 于哈·哈塞爾;劉偉;瓦西里·塞夫留克;約翰內(nèi)斯·海因索;馬蒂·耶尼;曼柱納什·文卡塔什;李天一;曾國維;陳冠言;M·莫托寧 | 申請（專利權(quán)）人： | IQM芬蘭有限公司 |
| 主分類號： | G06N10/40 | 分類號： | G06N10/40 |
| 代理公司： | 重慶智鷹律師事務(wù)所 50274 | 代理人： | 唐超塵;劉貽行 |
| 地址： | 芬蘭*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 包括 芯片 量子 計算 電路 以及 用于 制造 方法 | ||
量子計算電路包括第一芯片和第二芯片，第一芯片其上具有至少一個量子比特，第二芯片其上除了量子比特之外的至少具有其他量子電路元件。所述第一芯片和所述第二芯片以倒裝芯片配置堆疊在一起，并且通過凸點(diǎn)結(jié)合附接到彼此，所述凸點(diǎn)結(jié)合包括結(jié)合凸點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及量子計算硬件技術(shù)。具體地，本發(fā)明涉及量子計算電路的有利的結(jié)構(gòu)方案。
背景技術(shù)
用于量子計算的硬件基于超導(dǎo)芯片。該術(shù)語通常用于指以下裝置，在該裝置中使用光刻、微機(jī)械加工和/或其他合適的方法在基板上產(chǎn)生了許多微觀尺度的電路元件，該電路元件中的至少一些由超導(dǎo)材料制成。量子處理器是一種超導(dǎo)芯片，其包括一系列電路元件以及它們在一種布置中的相互連接，電路元件包括一個或多個量子比特，該布置使得能夠使用一個或多個量子比特用于量子計算操作。
在量子處理器中可能需要的電路元件的示例包括但不限于量子比特、諧振器、耦合器、量子比特重置電路、半導(dǎo)體量子點(diǎn)、單電子晶體管、放大器等。在上述這些中，量子比特重置電路例如可以包括量子電路制冷器，簡稱為QCR。無論量子處理器的確切組成如何，都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)問題可能來自于其制造過程期間需要的各種材料和工藝步驟，以及完成的量子處理器中各種電路元件之間的不希望的相互作用。
作為示例，制造商可能具有經(jīng)過優(yōu)化的過程以便產(chǎn)生出質(zhì)量極高的量子比特。但是，可能會發(fā)現(xiàn)該過程不適合用于制造更復(fù)雜的超導(dǎo)芯片，例如量子處理器，因?yàn)閷τ谄渌娐吩枰囊恍┎牧虾?或工藝步驟與對于量子比特需要的材料和/或工藝步驟不兼容。結(jié)果通常是一種折衷，其中材料和/或工藝步驟合理地適合于所有電路元件，即使對于任何單獨(dú)的電路元件它們可能不恰好是最佳的。
作為另一示例，盡管量子處理器的量子比特和其他電路元件可能具有對于量子計算必不可少的各種期望的相互作用，但是它們也可能以不期望的方式相互作用，這導(dǎo)致耗散和縮短的量子比特狀態(tài)的相干時間。這種現(xiàn)象是量子信息丟失的根源。
顯然對于用于量子計算電路的電路設(shè)計和制造方法上的方案存在需求，該方案將使得能夠更好地優(yōu)化材料和/或工藝步驟和/或電路操作。
發(fā)明內(nèi)容
目的是提出一種量子計算電路以及用于制造其的方法，其使得能夠優(yōu)化所涉及的材料和/或工藝步驟。另一個目的是使得量子計算電路中的所有或至少大多數(shù)電路元件能夠達(dá)到最佳性能。
通過使用倒裝芯片方法來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中電路元件(其制造和/或操作一起可能涉及不兼容的方面)在分離的芯片上制造，隨后以夾心的配置附接到一起。
根據(jù)第一方面，提供有一種量子計算電路，該量子計算電路包括：第一芯片，其上具有至少一個量子比特；以及第二芯片，其上除了量子比特之外至少具有其他量子電路元件。所述第一芯片和所述第二芯片以倒裝芯片配置堆疊在一起，并且通過凸點(diǎn)結(jié)合附接到彼此，該凸點(diǎn)結(jié)合包括結(jié)合凸點(diǎn)。
根據(jù)一種實(shí)施例，所述第一芯片由第一組構(gòu)成材料制成，并且所述第二芯片由第二組構(gòu)成材料制成。在這種情況下，所述第一組和第二組由至少部分不同的構(gòu)成材料組成。這涉及的優(yōu)點(diǎn)是，在制造量子比特時可以避免使用可能引起量子比特的不利污染的這種材料。
根據(jù)一種實(shí)施例，所述第二組構(gòu)成材料包括在所述第一組構(gòu)成材料中不存在的至少一種材料，并且是下述中的一種：氧化鋁、銅、鈀、其他非超導(dǎo)金屬。這涉及的優(yōu)點(diǎn)是，特別地，可以避免因?yàn)檫@種材料的污染。
根據(jù)一種實(shí)施例，所述第一芯片是在第一制造過程中制造的芯片，該第一制造過程由第一序列制造步驟組成，并且所述第二芯片是在第二制造過程中制造的芯片，該第二制造過程由第二序列制造步驟組成。所述第一序列和第二序列可以是至少部分不同的制造步驟序列。這涉及的優(yōu)點(diǎn)是，可以避免使量子比特經(jīng)受對于制造量子比特不需要并且可能對量子比特造成有害影響的制造步驟。
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