[發明專利]一種量子芯片及量子計算機

有效

• 申請號: 202211220357.1
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115438795B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 本源量子計算科技（合肥）股份有限公司
• 主分類號: G06N10/20
• 分類號: G06N10/20;G06N10/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種量子芯片及量子計算機，屬于量子計算技術領域。一種量子芯片，包括：量子比特，及頻率可調的控制結構，且控制結構與量子比特色散耦合，其中，所述量子比特包括第一電容極板及與第一電容極板連接形成非線性振蕩電路的單個第一約瑟夫森結。本申請克服了現有技術中量子比特的頻率調控結構的限制，可以通過將頻率可調的控制結構與包含單個約瑟夫森結的量子比特耦合進行頻率調控，并且量子比特的頻率穩定性較高，不易受磁通噪聲的影響。

技術領域

本申請屬于量子信息領域，尤其是量子計算技術領域，特別地，本申請涉及一種量子芯片及量子計算機。

背景技術

量子芯片是量子計算機的核心部件。超導物理體系構建量子芯片的基本思路是：將基于約瑟夫森結形成的squid與額外構建電容極板并聯，基于該并聯結構形成的超導量子比特電路即作為量子芯片上執行量子計算的基本單元——量子比特。量子比特可通過外加電磁信號進行調控，進而實現一系列的量子比特操作。目前，量子芯片執行量子計算時，普遍是采用位于squid附近的磁通調控信號線(Z-control?line)的結構形式，通過施加信號調控squid的磁通量完成量子比特頻率的調控。量子比特的調控結構形式較局限，例如，局限于上文描述的結構，這種現狀亟需進行改善優化。

發明內容

針對現有技術中量子比特的頻率調控結構較為局限的問題，本申請提供一種量子芯片及量子計算機，克服了相有技術中量子比特的頻率調控結構的限制，可以通過將頻率可調的控制結構與包含單個約瑟夫森結的量子比特耦合進行頻率調控。

本申請的一個方面提供了一種量子芯片，包括：

量子比特，及頻率可調的控制結構，且控制結構與量子比特色散耦合，其中，所述量子比特包括第一電容極板及與第一電容極板連接形成非線性振蕩電路的單個第一約瑟夫森結。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，所述第一約瑟夫森結的一端連接所述第一電容極板，另一端接地。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，所述第一約瑟夫森結的一端連接一個第一電容極板，另一端連接另一個第一電容極板。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，所述控制結構包括：超導量子干涉裝置，以及與超導量子干涉裝置感應耦聯的磁通調控信號線。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，所述超導量子干涉裝置包括至少兩個第二約瑟夫森結，至少兩個第二約瑟夫森結形成并聯結構。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，所述至少兩個第二約瑟夫森結的臨界電流不相同。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，所述控制結構包括第二電容極板，所述超導量子干涉裝置的一端連接所述第二電容極板，另一端接地。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，所述控制結構包括兩個第二電容極板，所述超導量子干涉裝置的一端連接一個第二電容極板，另一端連接另一個第二電容極板。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，量子比特與控制結構的頻率差Δ及量子比特與控制結構的耦合強度g滿足：Δ≥3g。

如上所述的量子芯片，在本申請的一些實施方式中，控制結構的頻率低于量子比特的頻率。

本申請的另一個方面提供了一種量子計算機，包括：

真空制冷系統，包括密閉容器；

如上所述量子芯片，該量子芯片被包含在由該密閉容器限定的真空制冷環境內；以及

設于該真空制冷環境內的多個傳輸線路，以便將電磁信號引導到該量子芯片中的至少一個選定的量子比特并且從該至少一個選定的量子比特接收電磁信號。