[发明专利]可扩展的超导量子比特结构

权利要求书

1.一种可扩展的超导量子比特结构，包括：

多个超导量子比特线路，每个超导量子比特线路包含：至少一个约瑟夫森结结构，该约瑟夫森结结构为一个约瑟夫森结、或多个约瑟夫森结、或者约瑟夫森结与辅助线路构成的组合；以及与约瑟夫森结直接相连的电容和电感；以及

一耦合器线路，用于调节与耦合器相连的超导量子比特之间的耦合强度，且该耦合强度可调至接近或等于零；

其中，与约瑟夫森结直接相连的电容为多个，所述超导量子比特通过多个电容形成的分支结构与其它电路进行耦合,

其中，所述耦合器线路为一环路，该环路包含一第二约瑟夫森结，该第二约瑟夫森结连接在与耦合器相连的超导量子比特线路中的电容处，该环路还包含与耦合器相连的超导量子比特线路中的电感，且电感之间接地。

2.根据权利要求1所述的可扩展的超导量子比特结构，其中，所述其它电路为如下电路中的一种或几种：

读取线路、控制线路、或超导量子比特线路。

3.根据权利要求2所述的可扩展的超导量子比特结构，其中，所述控制线路用于调节约瑟夫森结的参数，该控制线路连接电源，所述电源为电流源或电压源。

4.根据权利要求2所述的可扩展的超导量子比特结构，其中，当所述超导量子比特线路包含多个约瑟夫森结时，每个约瑟夫森结具有单独的控制线路，或者每个约瑟夫森结具有多个控制线路，或者多个约瑟夫森结共用一个控制线路，或者多个约瑟夫森结与多个控制线路任意搭配使用。

5.根据权利要求1所述的可扩展的超导量子比特结构，其中，所述可扩展的超导量子比特结构可向左或向右扩展附加结构，该扩展的附加结构为：只包含超导量子比特线路的结构，或者只包含耦合器线路的结构，或者超导量子比特与耦合器的任意组合线路结构。

6.根据权利要求1或5所述的可扩展的超导量子比特结构，其中，所述与耦合器相连的超导量子比特与耦合器的连接关系如下：

一个耦合器与多个超导量子比特连接，或者多个耦合器与多个超导量子比特连接，且所述超导量子比特通过电容与耦合器实现连接。

7.根据权利要求1所述的可扩展的超导量子比特结构，其中，

通过多个电容形成的分支结构与所述超导量子比特进行耦合的其它线路之间位于相同或不同的平面上；和/或，

通过多个电容形成的分支结构与所述超导量子比特进行耦合的其它线路与超导量子比特位于相同或不同的基板上。

8.根据权利要求1所述的可扩展的超导量子比特结构，其中，所述超导量子比特线路和耦合器线路中所有线路的连接为超导连接；

采用导线实现线路的连接，该导线的材料为超导材料；该超导材料为铝。

9.根据权利要求1至5、7至8中任一项所述的可扩展的超导量子比特结构，其中，所述约瑟夫森结为隧道结、微桥结、点接触、或者其他呈现约瑟夫森效应的结构或器件。