[實(shí)用新型]量子芯片、諧振腔和共面波導(dǎo)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202221690599.2
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN217562798U
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;李松;李業(yè);賈健豪
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01P3/00
• 分類號: H01P3/00
• 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、諧振腔和共面波導(dǎo)，屬于量子芯片制造領(lǐng)域。其中的共面波導(dǎo)包括襯底以及在襯底的表面分布的第一導(dǎo)帶和第二導(dǎo)帶以及在前述的兩個導(dǎo)電之間并且下沉到襯底內(nèi)部的用于傳輸信號的中心導(dǎo)帶。該結(jié)構(gòu)形式的共面波導(dǎo)可以在襯底表面預(yù)留相對更多的空間，從而方便于比特中的各種線路、器件的布局。同時(shí)，這樣的共面波導(dǎo)還可以在提供相同的特性參數(shù)的同時(shí)，能夠以更小的物理結(jié)構(gòu)尺寸被制作，因而也可以達(dá)到減小空間占用，提高量子比特架構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于量子芯片制造領(lǐng)域，具體涉及一種量子芯片、諧振腔和共面波導(dǎo)。

背景技術(shù)

因?yàn)橐子跀U(kuò)展的特性，量子計(jì)算體系中的超導(dǎo)量子比特受到了大量的關(guān)注。從理論上來說，超導(dǎo)量子比特可以如MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，簡稱MOSFET/金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)一樣進(jìn)行規(guī)模化的堆疊，從而可以得到更多的比特?cái)?shù)量。

由于一個常規(guī)的基本超導(dǎo)量子比特單元包括了比特電容、讀取腔、X/Z控制線等基本結(jié)構(gòu)，因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，超導(dǎo)量子比特單元的面積較大。尤其是其中的比特電容及讀取腔，都需要一定的空間來陳列，致使量子比特的規(guī)模化進(jìn)程受到影響。

因此，有必要對超導(dǎo)量子比特單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以便量子芯片中集成更多的量子比特。

實(shí)用新型內(nèi)容

于本申請中，發(fā)明人公開了一種量子芯片、諧振腔和共面波導(dǎo)。在示例的方案中，發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的改進(jìn)型的共面波導(dǎo)。該共面波導(dǎo)具有相對于常規(guī)共面波導(dǎo)的更小的空間占用特性，因此，將其用于制作諧振腔并基于此應(yīng)用于制作量子比特等器件時(shí)同樣可以提供更小的空間占用特性，進(jìn)而可以更方便地實(shí)現(xiàn)對集成這樣結(jié)構(gòu)的量子比特的量子芯片的規(guī)模化制造。

本申請示例的方案，通過如下內(nèi)容實(shí)施。

在第一方面，本申請的示例提出了一種共面波導(dǎo)，其包括：

介質(zhì)襯底，定義有介質(zhì)表面，襯底配置有從介質(zhì)表面凹陷形成的凹槽以及分布于凹槽的延伸軌跡的兩側(cè)且共面于介質(zhì)表面的第一側(cè)表面和第二側(cè)表面：

中心導(dǎo)帶，設(shè)置于凹槽內(nèi)；

第一導(dǎo)帶，配置于第一側(cè)表面；

第二導(dǎo)帶，配置于第二側(cè)表面。

上述共面波導(dǎo)于既有的常規(guī)共面波導(dǎo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，構(gòu)成了一種改進(jìn)型的共面波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。在上述改進(jìn)型的共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，用于接地的第一導(dǎo)帶和第二導(dǎo)帶配置到介質(zhì)襯底的介質(zhì)表面，并且同時(shí)將位于第一導(dǎo)帶和第二導(dǎo)電之間的用于傳輸信號的中心導(dǎo)帶下沉配置到介質(zhì)襯底的內(nèi)部的凹槽中。因此，在本申請示例的共面波導(dǎo)中，介質(zhì)襯底的表面的空間不再由中心導(dǎo)帶、第一導(dǎo)帶和第二導(dǎo)帶共同占用。那么，介質(zhì)襯底的表面空間能夠允許第一導(dǎo)帶和第二導(dǎo)帶更優(yōu)化地進(jìn)行布局。同時(shí)，基于上述結(jié)構(gòu)的共面波導(dǎo)，在將其應(yīng)用于制作諧振腔內(nèi)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)在達(dá)到相同的諧振頻率的情況下，采用發(fā)明人所提出的改進(jìn)型的諧振腔的長度會比既有的常規(guī)的諧振腔的長度更短，從而可以實(shí)現(xiàn)減少空間占用的效果。

根據(jù)本申請的一些示例，凹槽具有依次連接的第一側(cè)壁、底壁和第二側(cè)壁，從而使凹槽的橫截面的形狀為U型；

或者，凹槽具有依次連接的第一側(cè)壁、底壁和第二側(cè)壁，從而使凹槽的橫截面的形狀為U型，且中心導(dǎo)帶位于凹槽的底壁；

或者，第一導(dǎo)帶和第二導(dǎo)帶以凹槽的延伸軌跡為對稱軸，對稱分布于延伸軌跡的兩側(cè)；

或者，凹槽具有連接的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，第一側(cè)壁與第一側(cè)表面具有第一交界線，第二側(cè)壁與第二側(cè)表面具有第二交界線，第一導(dǎo)帶與第一交界線之間具有第一間隙，第二導(dǎo)帶與第二交界線之間具有第二間隙。

根據(jù)本申請的一些示例，凹槽具有連接的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；