[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装置和方法。例如，在一些实施例中，量子计算组件可包含电耦合到封装衬底的多个管芯以及在多个管芯中的不同管芯之间的横向互连，其中横向互连包含超导体，并且多个管芯中的至少一个管芯包含量子处理电路。

背景技术

量子计算是指与使用量子力学现象来操纵数据的计算系统相关的研究领域。这些量子力学现象，诸如叠加（其中量子变量能同时存在于多个不同的状态中）和纠缠（其中多个量子变量具有相关状态，而不管它们之间在空间或时间上的距离如何），在经典计算的世界中没有类似物，并且从而不能用经典计算装置实现。

附图说明

实施例通过结合附图的如下详细描述将容易理解。为了促进此描述，相似的附图标记标示相似的结构元件。实施例在附图的各图中作为示例而非限制进行图示。

图1-6是按照各种实施例的示例量子计算组件的侧横截面视图。

图7-19是按照各种实施例用于制造图1的量子计算封装的示例过程中的各种阶段的侧横截面视图。

图20-26是按照各种实施例用于制造图1的量子计算封装的另一示例过程中的各种阶段的侧横截面视图。

图27-28是按照各种实施例的可以在量子计算组件中使用的示例横向互连的顶视图。

图29是按照各种实施例的示例超导量子位型量子装置的框图。

图30和31图示了按照各种实施例的超导量子位型量子装置的示例物理布局。

图32A-32C是按照各种实施例的自旋量子位型量子装置的截面视图。

图33A-33C是按照各种实施例的可以在自旋量子位型量子装置中使用的量子阱叠层（stack）的各种示例的截面视图。

图34-35是按照各种实施例的示例量子计算组件的视图。

图36是可以包含在本文公开的任何量子计算组件中的晶片和管芯的顶视图。

图37是按照各种实施例的可包含本文公开的任何量子计算组件的示例量子计算装置的框图。

具体实施方式

本文公开了量子计算组件以及相关的装置和方法。例如，在一些实施例中，量子计算组件可包含电耦合到封装衬底的多个管芯以及在多个管芯中的不同管芯之间的横向互连，其中横向互连包含超导体，并且多个管芯中的至少一个管芯包含量子处理电路。

在多管芯电子封装中的两个或更多个管芯之间传递大量信号是具有挑战性的，由于这种管芯越来越小的大小、热约束和电力输送限制等。常规封装技术可能不适合于量子计算应用，量子计算应用经常涉及极端操作环境（例如，真空、非常低的温度等）以及对电损耗（例如，由在常规封装中的互连周围的有机材料引起的损耗）的额外敏感度。另外，随着管芯中的量子位或其它量子计算电路的数量增加，管芯大小可能增加，潜在地导致在管芯与其它部件之间（例如，在管芯与封装衬底之间或者在管芯与其它管芯之间）的界面上的更大的机械应力，更低的产量和/或对刻线版（recticle）大小的限制。

本文公开的实施例中的各种实施例可以帮助实现量子计算组件中的多个管芯的可靠附接，其中具有比常规方法更低的损耗（例如，以实现充足的量子位相干时间）和/或更大的机械和电气可靠性。本文公开的量子计算组件中的各种量子计算组件可以呈现出更好的电力输送和信号速度，同时相对于常规方法减小了封装的大小。另外，本文公开的量子计算组件中的各种量子计算组件可以允许较小的、预先测试的管芯被组装成较大的“复合”管芯，从而改善产量。

在如下详细描述中，参考形成本文的一部分的附图，其中通篇相似的附图标记标示相似的部分，并且其中通过图示的方式示出了可被实践的实施例。要理解到，可利用其它实施例，并且在不脱离本公开范围的情况下可进行结构或逻辑改变。因此，如下详细描述不要被视为具有限制意义。