[發明專利]量子處理單元

在審

• 申請號: 202110700230.9
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN114626533A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: E·海皮佩;M·莫托寧;于哈·哈塞爾;J·圖里拉
• 申請（專利權）人: IQM芬蘭有限公司
• 主分類號: G06N10/20
• 分類號: G06N10/20;G06N10/40
• 代理公司: 重慶智鷹律師事務所 50274
• 代理人: 唐超塵;劉貽行

1.一種量子處理單元，其包括：

介電襯底；和

設置在介電襯底上的至少一個超導量子比特，至少一個超導量子比特的每一個均包括：

超導的線性感應能量元件；

非線性感應能量元件；和

相位偏置元件，

其特征在于，相位偏置元件配置為，對跨線性感應能量元件和非線性感應能量元件的超導相位差進行偏置，使得線性感應能量元件和非線性感應能量元件的二次勢能項至少部分地彼此抵消。

2.根據權利要求1所述的量子處理單元，其特征在于，相位偏置元件配置為偏置超導相位差，使得線性感應能量元件和非線性感應能量元件的二次勢能項被彼此抵消至少30％。

3.根據權利要求1或2所述的量子處理單元，其特征在于，線性感應能量元件包括一個或多個幾何電感器。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的量子處理單元，其特征在于，非線性感應能量元件包括一個或多個約瑟夫遜結或動態電感器。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的量子處理單元，其特征在于，至少一個超導量子比特中的每一個還包括電容性能量元件。

6.根據權利要求5所述的量子處理單元，其特征在于，電容性能量元件包括一個或多個叉指型電容器、間隙電容器、平行板電容器或結電容器。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的量子處理單元，其特征在于，相位偏置元件配置為，通過產生磁場并使磁場穿過至少一個超導量子比特或通過向非線性感應能量元件施加預定電壓來偏置超導相位差。

8.根據權利要求7所述的量子處理單元，其特征在于，相位偏置元件包括一個或多個線圈和/或通量偏置線。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的量子處理單元，其特征在于，該至少一個超導量子比特包括兩個或多個超導量子比特，其在介電襯底上電容地和/或電感地耦合到彼此。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的量子處理單元，其特征在于，該至少一個超導量子比特包括兩個或多個超導量子比特，并且其中所述單元還包括一個或多個耦合諧振器和/或可調諧耦合器，用于耦合介電襯底上的超導量子比特。

11.根據權利要求1至10中任一項所述的量子處理單元，其特征在于，還包括設置在介電襯底上的信號線，信號線配置為向至少一個超導量子比特提供控制信號。

12.根據權利要求11所述的量子處理單元，其特征在于，信號線包括射頻線，并且其中控制信號包括微波脈沖。

13.根據權利要求1至12中任一項所述的量子處理單元，其特征在于，還包括設置在介電襯底上的讀出線，讀出線配置為測量至少一個超導量子比特的狀態。

14.根據權利要求13所述的量子處理單元，其特征在于，還包括設置在介電襯底上的讀出諧振器，并且其中讀出線經由讀出諧振器耦合到該至少一個超導量子比特。

15.根據權利要求1至14中任一項所述的量子處理單元，其特征在于：

至少一個超導量子比特配置為分布式元件諧振器，其包括通過至少一個間隙隔開的至少兩個導體；

該至少兩個導體中的至少一個用作線性感應能量元件，并且非線性感應能量元件包括嵌入在分布式元件諧振器中的至少一個約瑟夫遜元件；以及

相位偏置元件配置為通過產生磁場并使得磁場穿過分布式元件諧振器的至少一個間隙來偏置超導相位差。