[实用新型]量子计算电路

说明书

本实用新型涉及一种量子计算电路。量子计算电路包括第一芯片和第二芯片，第一芯片其上具有至少一个量子比特，第二芯片其上除了量子比特之外的至少具有其他量子电路元件。所述第一芯片和所述第二芯片以倒装芯片配置堆叠在一起，并且通过凸点结合附接到彼此，所述凸点结合包括结合凸点。

技术领域

本实用新型总体上涉及量子计算硬件技术。具体地，本实用新型涉及量子计算电路的有利的结构方案。

背景技术

用于量子计算的硬件基于超导芯片。该术语通常用于指以下装置，在该装置中使用光刻、微机械加工和/或其他合适的方法在基板上产生了许多微观尺度的电路元件，该电路元件中的至少一些由超导材料制成。量子处理器是一种超导芯片，其包括一系列电路元件以及它们在一种布置中的相互连接，电路元件包括一个或多个量子比特，该布置使得能够使用一个或多个量子比特用于量子计算操作。

在量子处理器中可能需要的电路元件的示例包括但不限于量子比特、谐振器、耦合器、量子比特重置电路、半导体量子点、单电子晶体管、放大器等。在上述这些中，量子比特重置电路例如可以包括量子电路制冷器，简称为QCR。无论量子处理器的确切组成如何，都已经发现问题可能来自于其制造过程期间需要的各种材料和工艺步骤，以及完成的量子处理器中各种电路元件之间的不希望的相互作用。

作为示例，制造商可能具有经过优化的过程以便产生出质量极高的量子比特。但是，可能会发现该过程不适合用于制造更复杂的超导芯片，例如量子处理器，因为对于其他电路元件需要的一些材料和/或工艺步骤与对于量子比特需要的材料和/或工艺步骤不兼容。结果通常是一种折衷，其中材料和/或工艺步骤合理地适合于所有电路元件，即使对于任何单独的电路元件它们可能不恰好是最佳的。

作为另一示例，尽管量子处理器的量子比特和其他电路元件可能具有对于量子计算必不可少的各种期望的相互作用，但是它们也可能以不期望的方式相互作用，这导致耗散和缩短的量子比特状态的相干时间。这种现象是量子信息丢失的根源。

显然对于用于量子计算电路的电路设计和制造方法上的方案存在需求，该方案将使得能够更好地优化材料和/或工艺步骤和/或电路操作。

实用新型内容

目的是提出一种量子计算电路以及用于制造其的方法，其使得能够优化所涉及的材料和/或工艺步骤。另一个目的是使得量子计算电路中的所有或至少大多数电路元件能够达到最佳性能。

通过使用倒装芯片方法来实现本实用新型的目的，其中电路元件(其制造和/或操作一起可能涉及不兼容的方面)在分离的芯片上制造，随后以夹心的配置附接到一起。

根据第一方面，提供有一种量子计算电路，该量子计算电路包括：第一芯片，其上具有至少一个量子比特；以及第二芯片，其上除了量子比特之外至少具有其他量子电路元件。所述第一芯片和所述第二芯片以倒装芯片配置堆叠在一起，并且通过凸点结合附接到彼此，该凸点结合包括结合凸点。

根据一种实施例，所述第一芯片由第一组构成材料制成，并且所述第二芯片由第二组构成材料制成。在这种情况下，所述第一组和第二组由至少部分不同的构成材料组成。这涉及的优点是，在制造量子比特时可以避免使用可能引起量子比特的不利污染的这种材料。

根据一种实施例，所述第二组构成材料包括在所述第一组构成材料中不存在的至少一种材料，并且是下述中的一种：氧化铝、铜、钯、其他非超导金属。这涉及的优点是，特别地，可以避免因为这种材料的污染。

根据一种实施例，所述第一芯片是在第一制造过程中制造的芯片，该第一制造过程由第一序列制造步骤组成，并且所述第二芯片是在第二制造过程中制造的芯片，该第二制造过程由第二序列制造步骤组成。所述第一序列和第二序列可以是至少部分不同的制造步骤序列。这涉及的优点是，可以避免使量子比特经受对于制造量子比特不需要并且可能对量子比特造成有害影响的制造步骤。