[实用新型]一种超导量子芯片结构

说明书

本申请公开了一种超导量子芯片结构，包括第一结构件、第二结构件和支撑连接件；其中，所述第一结构件上设置有量子比特、读取腔、第一连接端子，其中，所述量子比特和所述读取腔耦合连接，所述量子比特和所述第一连接端子电连接；所述第二结构件上设置有电连接的信号传输线和第二连接端子；所述支撑连接件两端分别电连接所述第一连接端子和所述第二连接端子，用于将所述信号传输线上接收到的控制信号传输至所述量子比特。本申请减小了超导量子芯片结构的平面尺寸，提高了多位的超导量子芯片的集成度。

技术领域

本申请属于量子计算领域，特别是一种超导量子芯片结构。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。量子计算机的核心是量子处理器，也称作超导量子芯片，经典集成电路芯片通过一个个晶体管构建经典比特，二进制信息单元即经典比特，而超导量子芯片采用不同物理体系构建量子比特，例如超导量子芯片利用约瑟夫森结来实现二能级系统，在经典力学系统中，一个比特的状态是唯一的，而量子力学允许量子比特是同一时刻两个状态的叠加，量子计算技术用2个量子状态来叠加及纠缠，用以执行以量子比特为基础的运算。量子比特越多，量子计算机的计算能力越强。

超导量子芯片上设置有量子比特、读取腔、微波线路、信号端口等，而这些部件均集成在一块基片表面，但随着对量子计算机计算能力要求的提升，量子比特数量越来越多，在一块基片上制备二维结构的超导量子芯片的尺寸会越来越大，难以集成。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种超导量子芯片结构，以解决现有技术中的不足，它能够减小了所述超导量子芯片的平面尺寸，提高了多位的超导量子芯片的集成度。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种超导量子芯片结构，包括第一结构件、第二结构件和支撑连接件；其中，所述第一结构件上设置有量子比特、读取腔、第一连接端子，其中，所述量子比特和所述读取腔耦合连接，所述量子比特和所述第一连接端子电连接；所述第二结构件上设置有电连接的信号传输线和第二连接端子；所述支撑连接件两端分别电连接所述第一连接端子和所述第二连接端子，用于将所述信号传输线上接收到的控制信号传输至所述量子比特。

进一步的，所述量子比特和所述读取腔位于所述第一结构件的第一表面，所述第一连接端子位于所述第一结构件的第二表面，所述第一结构件还设置有贯穿所述第一结构件的第一表面和第二表面的通孔，所述通孔内填充有第一金属层，所述第一金属层用于电连接所述量子比特和所述第一连接端子。

进一步的，所述第一连接端子在所述第一结构件的第二表面沿着所述通孔的周向分布且与所述通孔同轴。

进一步的，所述量子比特、所述读取腔和所述第一连接端子位于所述第一结构件的第二表面，所述信号传输线和所述第二连接端子位于所述第二结构件的第一表面，其中，所述第一结构件的第二表面与所述第二结构件的第一表面相对设置。

进一步的，所述量子比特、所述读取腔和所述第一连接端子均位于所述第一结构件的第二表面，所述第二连接端子位于所述第二结构件的第一表面，所述信号传输线位于所述第二结构件的第二表面，且所述第二结构件设置有贯穿所述第二结构件的第一表面和第二表面的通孔，所述通孔内填充有第一金属层，所述第一金属层用于电连接所述第二连接端子和所述信号传输线。

进一步的，所述通孔形状为梯形。

进一步的，所述第一金属层的材质为超导材料。

进一步的，所述超导材料为氮化钛，所述支撑连接件的材质为铟。

进一步的，所述第一金属层的表面填充第一保护膜。

进一步的，所述支撑连接件形状为圆柱形。