[发明专利]一种量子计算机

权利要求书

1.一种量子计算机，其特征在于，包括：准一维布局的超导量子比特阵列、操控电路与读取电路；其中，

超导量子比特阵列包括：两个或两个以上呈网链状排列的网状单元；其中，所述网状单元内的每个超导量子比特耦合到同一个互联用共平面超导微波谐振腔；

操控电路，通过微波传输线与超导量子比特进行耦合，对超导量子比特采用预设方式进行操控；其中，所述预设方式包括时分复用方式；所述采用时分复用方式进行操控的脉冲包括：由微波信号源、任意波形发生器、IQ混频器和微波脉冲开关阵列制备获得的微波脉冲，所述微波脉冲开关阵列的开关数与所述超导量子比特数相同；

读取电路，由读取用共平面超导微波谐振腔耦合于一路微波信号线，与外电路连接，用于，采用频分复用方式读取超导量子比特的量子态。

2.根据权利要求1所述的量子计算机，其特征在于，所述操控电路具体用于通过微波脉冲进行读取、激发和/或调制超导量子比特；

其中，所述微波脉冲包括：由微波信号源、任意波形发生器和微波开关制备获得的脉冲。

3.根据权利要求1所述的量子计算机，其特征在于，所述互联用共平面超导微波谐振腔用于网状单元内超导量子比特的互联；每个超导量子比特各自耦合于一个读取用共平面超导微波谐振腔，所述读取用共平面超导微波谐振腔耦合于读取用共平面微波传输线，所述读取用共平面微波传输线连接于外部电路，用于超导量子比特量子态的读取。

4.根据权利要求3所述的量子计算机，其特征在于，所述的互联用超导量子比特设置有独立的磁通量控制线，用于进行超导量子比特本征频率调节。

5.根据权利要求1所述的量子计算机，其特征在于，每个所述网状单元内包含n个超导量子比特，所述n个超导量子比特包括共享型超导量子比特和非共享型超导量子比特；相邻网状单元之间共享m个共享型超导量子比特；其中，所述共享型超导量子比特用于网状单元间互联，m和n为自然数，nm≥2。

6.根据权利要求1所述的量子计算机，其特征在于，所述网状单元内的非互联超导量子比特的频率固定。

7.根据权利要求1所述的量子计算机，其特征在于，所述读取电路具体用于：

读取用共平面超导微波谐振腔共振频率以预设频率依次错开，同时读取超导量子比特的所述量子态；

其中，所述读取用共平面超导微波谐振腔共振频率分布范围位于量子放大器有效放大带宽内，并以悬挂形式耦合于读取用微波传输线。

8.一种量子计算机，其特征在于，包括：准一维布局的超导量子比特阵列、操控电路与读取电路；其中，

超导量子比特阵列包括：两个或两个以上呈网链状排列的网状单元；其中，所述网状单元内的每个超导量子比特耦合到同一个互联用共平面超导微波谐振腔；

操控电路，通过微波传输线与超导量子比特进行耦合，对超导量子比特采用预设方式进行操控；其中，所述预设方式包括一线多用方式；所述采用一线多用方式进行操控的脉冲包括：由微波信号源、任意波形发生器和IQ混频器产生的与超导量子比特数相同的，经过频率调制的微波脉冲；

读取电路，由读取用共平面超导微波谐振腔耦合于一路微波信号线，与外电路连接，用于，采用频分复用方式读取超导量子比特的量子态。

9.根据权利要求8所述的量子计算机，其特征在于，所述操控电路还用于：将由微波信号源、任意波形发生器和IQ混频器产生的、与超导量子比特个数匹配的多个微波脉冲信号，经由一条微波传输线送达超导量子比特芯片，通过集成在超导量子比特芯片上的功分器后分别施加到各个超导量子比特。

10.根据权利要求8或9所述的量子计算机，其特征在于，所述操控电路具体用于通过微波脉冲进行读取、激发和/或调制超导量子比特；

其中，所述微波脉冲包括：由微波信号源、任意波形发生器和微波开关制备获得的脉冲。