[发明专利]用于量子处理器元件的有效补偿的系统、方法及装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.119(e)要求对于2008年9月3日提交的题为“用于量子处理器元件的有效补偿的系统、方法及装置”的美国临时专利申请序列号61/094,002的权益，该专利申请通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本申请的系统、方法及装置总体上涉及超导器件并且具体涉及量子处理器中的超导元件的有效补偿。

背景技术

超导量子位

人们在考虑将多种不同的硬件和软件途径用于量子计算机中。一种硬件途径使用了超导材料(如铝和/或铌)形成的集成电路来定义超导量子位。根据用于对信息进行编码的物理特性，超导量子位可以被分为几个类别。例如，它们可以被分为电荷、通量与相位器件。电荷器件以器件的电荷状态来存储并处理信息；通量器件以与通过器件的某个部分的磁通量有关的一个变量来存储并处理信息；而相位器件以与相位器件的两个区域之间的超导相位的差值有关的一个变量存储并处理信息。

在本领域中已经实现了许多不同形式的超导通量量子位，但是所有成功的实现方式总体上包括一个超导回路(即，一个“量子位回路”)，该超导回路被至少一个约瑟夫逊结中断。一些实施方案实现了彼此串联和/或并联连接的多个超导回路。一些实施方案实现了彼此或串联或并联连接的多个约瑟夫逊结。在本领域中，彼此并联连接的一对约瑟夫逊结被称为一个复合约瑟夫逊结(“CJJ”)。应当理解，类似于彼此并联连接的多个电阻器的行为可以作为一个单个的有效电阻来建立模型的方式，一个CJJ的行为可以作为一个单个的有效的约瑟夫逊结来建立模型。

量子处理器

一个计算机处理器可以采取一种模拟处理器的形式，例如一种量子处理器(如一种超导量子处理器)。一个超导量子处理器可以包括多个量子位以及多个相关联的局部偏置器件，例如两个或更多个超导量子位。在美国专利7,533,068、美国专利公开2008-0176750、美国专利公开2009-0121215、以及PCT专利申请序列号PCT/US2009/037984中说明了可以与本申请的系统、方法及装置结合使用的多个示例性量子处理器的进一步的细节及实施方案。

发明内容

在此说明了使得能够对量子处理器元件进行有效补偿的多个系统、方法及装置。

至少一个实施方案可以被归纳为一个电路，该电路包括一个初级的复合约瑟夫逊结的结构，该初级的复合约瑟夫逊结的结构包括两个并行的电流路径，它们各自是由在一个临界温度以下超导的一种材料形成的，其中该初级的复合约瑟夫逊结结构的这两个并行的电流路径各自包括一个对应的约瑟夫逊结结构；并且其中该初级的复合约瑟夫逊结结构的这两个并行的电流路径中的一个第一路径中的约瑟夫逊结结构包括一个第一次级复合约瑟夫逊结结构，该第一次级复合约瑟夫逊结结构包括两个并行的电流路径，这两个并行的电流路径各自是由在一个临界温度以下超导的一种材料形成的，以及至少两个约瑟夫逊结，这两个约瑟夫逊结各自中断该第一次级复合约瑟夫逊结结构的这两个并行的电流路径中的一个对应的路径。该电路可以包括被配置为将多个控制信号耦联到该初级的复合约瑟夫逊结结构上的一个编程接口，和/或被配置为将多个控制信号耦联到该第一次级复合约瑟夫逊结结构上的一个编程接口。在该初级复合约瑟夫逊结结构的这两个并行的电流路径中的一个第二路径中的约瑟夫逊结结构可以包括一个单个的约瑟夫逊结，该单个的约瑟夫逊结中断了该初级复合约瑟夫逊结结构的这两个并行的电流路径中的第二路径。可替代地，在该初级复合约瑟夫逊结结构的这两个并行的电流路径中的一个第二路径中的约瑟夫逊结结构可以包括：一个第二次级复合约瑟夫逊结结构，该第二次级复合约瑟夫逊结结构包括两个并行的电流路径，这两个并行的电流路径各自是由在一个临界温度以下超导的一种材料形成的；以及至少两个约瑟夫逊结，这两个约瑟夫逊结各自中断该第二次级复合约瑟夫逊结结构的这两个并行的电流路径中的一个对应的路径。在此类实施方案中，一个编程接口可以被配置为将多个控制信号耦联到该第二次级复合约瑟夫逊结结构上。