[发明专利]一种超导量子比特的长寿命存储装置及其存储方法

权利要求书

1.一种超导量子比特的长寿命存储装置，其特征在于，所述长寿命存储装置包括：三维椭球射频超导薄膜腔、管道、安装介质、密封板和耦合天线；其中，两个完全相同的半碗椭球，焊接在一起形成一个椭球腔，椭球腔内部为椭球体形状，在椭球腔上开设有通孔，通孔位于垂直于椭球腔的赤道面的中心轴上，在通孔处安装有管道，管道位于椭球腔外并垂直于椭球腔的赤道面，管道的端口安装有密封板密封，在管道的内表面和椭球腔的内壁表面蒸镀有与其致密结合且均匀分布的超导薄膜，椭球腔和超导薄膜构成三维椭球射频超导薄膜腔；安装介质的一端具有安装槽，超导量子比特固定在安装槽中；固定有超导量子比特的安装介质和耦合天线的一端固定在密封板上；安装介质和耦合天线的另一端进入管道，安装介质的安装槽一端穿过三维椭球射频超导薄膜腔的通孔，伸入至三维椭球射频超导薄膜腔的内部，安装介质的安装槽位于三维椭球射频超导薄膜腔的赤道面的中心；耦合天线连接微波功率源，耦合天线的方向平行于与椭球腔的赤道面垂直的中心轴；微波功率源通过耦合天线在三维椭球射频超导薄膜腔内激励出电磁场，此时赤道面的电场最强，磁场最弱；超导量子比特位于赤道面的中心，超导量子比特与电磁场进行耦合，交换能量；三维椭球射频超导薄膜腔移动至稀释制冷机，在低温环境下通过耦合天线测量超导量子比特在电磁场中的状态，得到退相干时间。

2.如权利要求1所述的长寿命存储装置，其特征在于，所述三维椭球射频超导薄膜腔的谐振频率为2.6～6.5GHz之间，椭球腔的长轴长度为82～206mm；短轴长度为23～58mm。

3.如权利要求1所述的长寿命存储装置，其特征在于，所述三维椭球射频超导薄膜腔的谐振频率与其尺寸有关，谐振频率与短轴长度乘积的二倍为光速。

4.如权利要求1所述的长寿命存储装置，其特征在于，所述通孔的直径为26～78mm。

5.如权利要求1所述的长寿命存储装置，其特征在于，所述椭球腔采用易于加工成型焊接并能够镀膜的金属。

6.如权利要求1所述的长寿命存储装置，其特征在于，所述超导薄膜为单层膜或多层膜，采用铌、铌三锡、二硼化镁和氮化铌中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的长寿命存储装置，其特征在于，所述密封板采用开口法兰。

8.如权利要求1所述的长寿命存储装置，其特征在于，所述微波功率源的频率与三维椭球射频超导薄膜腔的谐振频率一致，采用2.6GHz～10GHz，分别对应不同的尺寸的三维椭球射频超导薄膜腔。