[發明專利]超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202210107429.5
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114491859A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李紅珍;張新;李辰;姜金哲;黃克強
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/12;G06F111/20
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 宋薇薇;馬鵬林

1.一種超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法，其特征在于，所述方法包括：

根據預設的讀出腔的初始設計頻率確定CPW諧振器的長度；

配置版圖模板和仿真模板，其中，版圖模板用于配置CPW諧振器的幾何圖形坐標和尺寸參數，仿真模板用于配置讀出腔的建模參數及仿真參數；

基于所述版圖模板和所述仿真模板構建帶有叉指電容結構的讀出腔的仿真模型；

對所述仿真模型按照預設的梯度分析策略以相應的掃譜頻率進行掃譜分析，并確定所述仿真模型的仿真頻率；

響應于所述仿真頻率與所述初始設計頻率的差值大于預設的迭代閾值，以預設的頻率偏移量調整所述初始設計頻率，并更新所述版圖模板和所述仿真模板；

基于更新后的版圖模板和仿真模板進行迭代分析，響應于獲得的仿真頻率與所述初始設計頻率的差值小于等于預設的迭代閾值，輸出當前的版圖模板。

2.如權利要求1所述的超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法，其特征在于，所述版圖模板還配置用于設置初始設計頻率及頻率偏移量，并根據所述初始設計頻率確定CPW諧振器的長度，并自動更新所述CPW諧振器的長度到所述尺寸參數中。

3.如權利要求2所述的超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法，其特征在于，所述版圖模板的尺寸參數還包括：

所述CPW諧振器的中心導體寬度、接地寬度、矩形部分的長度、環形部分的半徑以及所述讀出腔用于與量子比特耦合的叉指電容的叉指指長。

4.如權利要求3所述的超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法，其特征在于，所述CPW諧振器的幾何圖形坐標包括：

所述CPW諧振器的矩形部分的左下角坐標以及所述CPW諧振器的環形部分的中心坐標。

5.如權利要求1所述的超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法，其特征在于，所述仿真模板的建模參數包括：所述CPW諧振器的襯底類型、襯底厚度、金屬層厚度、空氣層厚度以及所述讀出腔與傳輸線的耦合形式。

6.如權利要求1所述的超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法，其特征在于，基于所述版圖模板和所述仿真模板構建帶有叉指電容結構的讀出腔的仿真模型，包括：

根據所述版圖模板的建模參數獲得所述CPW諧振器的自電容；

根據所述CPW諧振器的自電容與預先獲得的量子比特的自電容確定所述CPW諧振器與對應的所述量子比特的耦合強度；

根據所述耦合強度與所述CPW諧振器的尺寸參數獲得所述CPW諧振器與所述量子比特之間的叉指耦合電容；

基于所述叉指耦合電容遍歷預先獲得的叉指耦合電容仿真模板，獲得對應所述叉指耦合電容的叉指指長；

更新所述版圖模板；

提取所述版圖模板中的CPW諧振器的矩形部分的左下角坐標、矩形部分的長度以及環形部分的半徑和中心坐標；

將所述版圖模板中的參數坐標及相關參數整體遷移到仿真軟件中，并更新所述仿真模板中的CPW諧振器的矩形部分的左下角坐標、矩形部分的長度以及環形部分的半徑和中心坐標；

基于更新后的所述仿真模板構建帶有叉指電容結構的讀出腔的仿真模型。

7.如權利要求1所述的超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法，其特征在于，對所述仿真模型按照預設的梯度分析策略以相應的掃譜頻率進行掃譜分析，包括：

基于所述仿真模型以預設的初始掃譜頻率及初始梯度進行掃譜分析，確定所述讀出腔的頻率范圍；

在前一次確定的讀出腔的頻率范圍內，對所述仿真模型以更小的梯度進行掃譜分析；

對所述仿真模型以至少兩次縮小梯度后的掃譜分析結果確定所述讀出腔的仿真頻率。

8.如權利要求1-7任意一項所述的超導量子芯片讀出腔的自動化設計方法，其特征在于，所述讀出腔由蜿蜒排布的CPW諧振器形成，所述蜿蜒排布的CPW諧振器包括矩形部分以及圓環部分，響應于所述讀出腔的設計頻率更新，更新所述矩形部分的長度；

其中，所述蜿蜒排布的CPW諧振器的總長度為根據所述讀出腔的設計頻率確定的CPW諧振器的長度。