[發明專利]用于控制具有共享通道的多個量子比特的有效脈沖整形

在審

• 申請號: 202110973891.9
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN114254754A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: S·佩勒拉諾;J·P·G·范迪克;B·帕特拉;M·巴貝;F·塞巴斯蒂亞諾;E·沙邦
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 丁辰;姜冰

公開了量子電路組合件，其采用主動脈沖整形以便能夠利用在共享信號傳播通道上傳播的信號脈沖來控制多個量子比特的狀態。示例量子電路組合件包括量子電路部件，其包括與用于控制第一量子比特的狀態的第一頻率相關聯的第一量子比特，以及與用于控制第二量子比特的狀態的第二頻率相關聯的第二量子比特。共享傳輸通道被耦合到第一和第二量子比特。所述組合件進一步包括信號脈沖生成電路，其被配置成生成將在共享傳輸通道上傳播的信號脈沖，所述信號脈沖用于控制第一量子比特的狀態，其中信號脈沖具有在第一頻率處的中心頻率、包括第二頻率的帶寬、以及在第二頻率處的凹陷。

背景技術

量子計算是指與使用量子力學現象來操縱數據的計算系統相關的研究領域。這些量子力學現象（諸如疊加（其中量子變量可同時以多個不同狀態存在）和糾纏（其中多個量子變量具有相關狀態，而不管它們之間在空間或時間上的距離））在經典計算世界中不具有相似物，并且因此不能用經典計算裝置來實現。

量子計算機使用所謂的量子位（quantum bit），其被稱為量子比特（qubit）（術語“位（bit）”和“量子比特”兩者經常可互換地指它們保持的值以及存儲所述值的實際裝置）。類似于經典計算機的位，在任何給定時間，量子比特可以是0或1。然而，與經典計算機的位相反，量子比特也可以同時是0和1，這是量子態的疊加（獨特的量子力學現象）的結果。糾纏也貢獻于量子比特的獨特性質，因為對量子處理器的輸入數據可在糾纏量子比特之間傳播開，從而允許對該數據的操縱也被傳播開：將輸入數據提供給一個量子比特導致該數據被共享給第一個量子比特與之糾纏的其它量子比特。

與完善建立并充分研究的經典計算機相比，量子計算仍然處于其初期，其中固態量子處理器中的量子比特的最高數量當前低于100。增加量子比特數量的主要挑戰之一在于保護量子比特免受退相干（decoherence），使得它們可以停留在其信息保持狀態中足夠久以執行必要的計算并讀出結果。出于此原因，通常在低溫（通常僅在絕對零度以上幾開度或甚至僅幾毫開度）下操作量子比特，因為在低溫下熱能足夠低而不引起虛假激發（spurious excitation），這被認為有助于使量子比特退相干最小化。向量子電路部件提供具有這樣的量子比特的信號并不是微不足道的任務，并且進一步的改進將是期望的。

附圖說明

通過結合附圖的以下詳細描述，將容易理解實施例。為了促進本描述，類似的參考標號表示類似的結構元件。在附圖的圖中，作為示例并且不是作為限制來示出實施例。

圖1-3是根據本公開的一些實施例的實現量子點量子比特的示例裝置的截面視圖。

圖4-6是根據本公開的一些實施例的可以在量子點裝置中使用的量子阱堆疊（quantum well stack）的各種示例的截面視圖。

圖7-13示出了根據本公開的一些實施例的可以在量子點裝置中使用的示例基底/鰭布置。

圖14提供了根據本公開的一些實施例的實現超導量子比特的示例裝置的示意圖。

圖15提供了根據本公開的一些實施例的實現超導量子比特的裝置的示例物理布局的示意圖。

圖16提供了根據本公開的一些實施例的量子電路組合件的示意圖，該量子電路組合件被配置成實現主動脈沖整形以控制具有用于向量子電路部件提供信號的共享傳輸通道的多個量子比特。

圖17提供了根據本公開的一些實施例的用于實現主動脈沖整形以控制具有共享傳輸通道的多個量子比特的方法的流程圖。

圖18提供了根據本公開的一些實施例的作為經整形脈沖的頻率的函數的功率譜密度（PSD）的示例圖示，該經整形脈沖可用于通過在與多個其它量子比特共享的通道上提供來控制給定的量子比特。

圖19A和19B是可以包括本文公開的一個或多個量子電路組合件的晶圓和管芯的頂視圖。

圖20是可以包括本文公開的一個或多個量子電路組合件的裝置組合件的截面側視圖。