[发明专利]微波开关

说明书

一种微波开关，包括第一非简并器件，该第一非简并器件包括第一端口和第二端口。第二非简并器件包括另一第一端口和另一第二端口，第二端口耦合到另一第二端口，其中第一非简并器件和第二非简并器件被配置成接收微波驱动中的相位差。第一输入/输出端口耦合到第一端口和另一第一端口。第二输入/输出端口耦合到第一端口和另一第一端口，其中第一输入/输出端口与第二输入/输出端口之间的通信基于相位差。

背景技术

本发明总体上涉及超导器件，并且更具体地，涉及一种微波开关，诸如完全由微波驱动的相位控制的无损、可变透射-反射开关。

微波开关或射频开关是一种通过透射路径路由高频信号的器件。RF和微波开关广泛地用于微波测试系统中，用于在仪器和被测器件(devices under test，DUT)之间进行信号路由。将开关并入开关矩阵系统中使得系统能够将信号从多个仪器路由到单个或多个DUT。这允许利用相同的设置执行多个测试，从而消除了频繁连接和断开连接的需要。整个测试过程可以自动化，这增加了在大批量生产环境中的系统吞吐量。与其它电开关一样，RF和微波开关为许多不同的应用提供不同的配置。

超导量子计算是在超导电子电路中的量子计算机的一种实现方式。量子计算研究了量子现象在信息处理和通信中的应用。存在量子计算的各种模型，并且最流行的模型结合了量子比特和量子门的概念。量子比特是具有两个可能状态的比特的一般化，但是可以处于两个状态的量子叠加中。量子门是逻辑门的一般化，然而，量子门描述了在给定一个或多个量子比特的初始状态下，在该门被应用于该一个或多个量子比特之后它们将经历的变换。

与量子比特相关联的电磁能可以被存储在所谓的约瑟夫逊结中以及被存储在用于形成量子比特的电容和电感元件中。在一个示例中，为了读出量子比特状态，将微波信号施加到在腔频率下耦合到量子比特的微波读出腔。透射(或反射)的微波信号经过多个热隔离级和低噪声放大器，该低噪声放大器是阻挡或减少噪声并提高信噪比所需要的。在室温下测量微波信号。返回/输出的微波信号的幅度和/或相位携带关于量子比特状态的信息，诸如量子比特是处于基态还是激发态或者处于两种状态的叠加。微波开关通常可以用于与量子比特、量子比特门相关联的量子信号的通信以及量子通信。

发明内容

本发明的实施例涉及微波开关。微波开关的非限制性示例包括第一非简并(nondegenerate)器件，第一非简并器件包括第一端口和第二端口。微波开关包括第二非简并器件，第二非简并器件包括另一第一端口和另一第二端口，第二端口耦合到另一第二端口，其中，第一非简并器件和第二非简并器件被配置为接收微波驱动中的相位差。微波开关包括耦合到第一端口和另一第一端口的第一输入/输出端口以及耦合到第一端口和另一第一端口的第二输入/输出端口，其中第一输入/输出端口和第二输入/输出端口之间的通信基于相位差。

本发明的实施例涉及一种配置微波开关的方法。该方法的非限制性示例包括提供包括第一端口和第二端口的第一非简并器件以及包括另一第一端口和另一第二端口的第二非简并器件，第二端口耦合到另一第二端口，其中第一非简并器件和第二非简并器件被配置为接收微波驱动中的相位差。该方法包括将第一输入/输出端口耦合到第一端口和另一第一端口，以及将第二输入/输出端口耦合到第一端口和另一第一端口，其中第一输入/输出端口与第二输入/输出端口之间的通信基于相位差。

本发明的实施例涉及微波开关。微波开关的非限制性示例包括第一约瑟夫逊参数转换器和第二约瑟夫逊参数转换器，第一约瑟夫逊参数转换器包括信号端口和空闲端口，第二约瑟夫逊参数转换器包括另一信号端口和另一空闲端口，信号端口和另一信号端口耦合在一起，其中第一约瑟夫逊参数转换器和第二约瑟夫逊参数转换器被配置为接收微波驱动中的相位差。微波开关包括第一输入/输出端口和第二输入/输出端口，第一输入/输出端口和第二输入/输出端口耦合到信号端口和另一信号端口，使得信号端口和另一信号端口之间的通信基于相位差。