[发明专利]量子计算组件

说明书

本文公开了量子计算组件以及相关的计算设备和方法。例如，在一些实施例中，一种量子计算组件可以包括：用于生成多个量子位的量子器件管芯；用于控制所述量子器件管芯的操作的控制电路管芯；以及基板；其中，量子器件管芯和控制电路管芯被设置在基板上。

背景技术

量子计算指的是与使用量子力学现象来操纵数据的计算系统有关的研究领域。这些量子力学现象——诸如叠加（其中量子变量可以同时存在于多个不同状态中）和纠缠（其中多个量子变量具有与它们在空间或时间上的距离无关的相关状态）——在经典计算世界中不具有类似物，并且因此不能够利用经典计算设备来实现。

附图说明

将通过结合附图进行的以下详细描述来容易地理解实施例。为了便于该描述，相同的附图标记标明相同的结构元素。以示例的方式而非以限制的方式在附图的各图中例示实施例。

图1-3是根据各种实施例的量子点器件的剖视图。

图4-33例示了根据各种实施例的量子点器件的制造中的各种示例阶段。

图34-36是根据各种实施例的另一量子点器件的剖视图。

图37-39是根据各种实施例的可以被用在量子点器件中的量子阱堆叠的各种示例的剖视图。

图40-46例示了根据各种实施例的可以被用在量子点器件中的示例基部/鳍部布置。

图47-49是根据各种实施例的量子点器件的剖视图。

图50-71例示了根据各种实施例的量子点器件的制造中的各种示例阶段。

图72是根据各种实施例的示例量子点器件的剖视图。

图73是根据各种实施例的图72的量子点器件的制造中的替换示例阶段的剖视图。

图74例示了根据各种实施例的具有以二维阵列布置的多个沟槽的量子点器件的实施例。

图75例示了根据各种实施例的具有在量子阱堆叠上的单个沟槽中的多组栅极的量子点器件的实施例。

图76-79例示了根据各种实施例的量子点器件的制造中的各种替换阶段。

图80是根据各种实施例的具有多个互连层的量子点器件的剖视图。

图81是根据各种实施例的量子点器件封装的剖视图。

图82A和82B是可以包括本文中公开的任何量子点器件的晶片和管芯的顶视图。

图83是可以包括本文中公开的任何量子点器件的器件组件的侧面剖视图。

图84是根据各种实施例的制造量子点器件的例示性方法的流程图。

图85-86是根据各种实施例的操作量子点器件的例示性方法的流程图。

图87是根据各种实施例的包括本文中公开的任何量子点器件的示例量子计算设备的框图。

具体实施方式

本文公开了量子计算组件以及相关的计算设备和方法。例如，在一些实施例中，一种量子计算组件可以包括：用于生成多个量子位的量子器件管芯；用于控制所述量子器件管芯的操作的控制电路管芯；以及基板；其中，所述量子器件管芯和所述控制电路管芯被设置在所述基板上。

在本文中公开的量子点器件可以使得能够形成量子点以用作量子计算设备中的量子比特（“量子位”），以及控制这些量子点以实行量子逻辑运算。不同于先前的用于量子点形成和操纵的方法，在本文中公开的量子点器件的各种实施例提供量子点的强空间定位（以及因此对量子点相互作用和操纵的良好控制）、在被包括在器件中的量子点的数目方面的良好可扩缩性、和/或在构成与量子点器件的电连接以将量子点器件集成在更大计算设备中的方面的设计灵活性。