[发明专利]模块化、频率灵活的超导量子处理器架构

权利要求书

1.一种模块化超导量子处理器，包括：

第一超导芯片，其包括各自基本上具有第一谐振频率的多个第一量子位和各自基本上具有第二谐振频率的多个第二量子位，第一谐振频率不同于第二谐振频率；

第二超导芯片，其包括各自基本上具有第一共振频率的第三多个量子位和各自基本上具有第二共振频率的第四多个量子位；和

内插体芯片，其连接到第一超导芯片且连接到第二超导芯片，其中，内插体芯片包括被配置为将基本上具有第二谐振频率的第二多个量子位耦合到基本上具有第二谐振频率的第四多个量子位的内插体耦合器元件。

2.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，第二多个量子位被安排在第一超导芯片的外围，并且第四多个量子位被安排在第二超导芯片的外围，以便使得能够在第二多个量子位与第四多个量子位之间进行耦合。

3.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，第一超导芯片进一步包括被配置为将第一多个量子位与第二多个量子位耦合的第一多个耦合元件。

4.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，第二超导芯片进一步包括被配置为将第三多个量子位与第四多个量子位耦合的第二多个耦合元件。

5.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，第一超导芯片和第二超导芯片包括读出元件，用于读出第一多个量子位中的每个、第二多个量子位中的每个、第三多个量子位中的每个或者第四多个量子位中的每个，或者用于读出它们的任何组合。

6.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，第一超导芯片和第二超导芯片包括被配置为连接第一超导芯片和第二超导芯片的接地平面的接地元件。

7.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，内插体芯片包括被配置为连接内插体芯片上的接地平面。

8.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，内插体耦合器元件选自由谐振器、直接电容耦合器以及频率可调谐元件组成的组。

9.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，第一多个量子位和第三多个量子位被安排具有用以实现交叉共振(CR)门的频率。

10.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，第二多个量子位和第四多个量子位包括可调谐门或谐振诱导相位(RIP)门。

11.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，进一步包括衬底，其中，第一和第二超导芯片被安装到衬底上并且第一多个量子位、第二多个量子位、第三多个量子位和第四多个量子位通过多个通孔和焊料凸点连接到衬底上，其中，所述多个通孔被配置为通过衬底将信号输入和输出到第一、第二、第三和第四多个量子位。

12.根据权利要求11所述的模块化超导量子处理器，其中，第一和第二超导芯片被安装到衬底上，以便允许从第一和第二超导芯片的与第一和第二超导芯片的面向衬底的一侧相反的一侧自由访问第一、第二、第三和第四多个量子位。

13.根据权利要求11所述的模块化超导量子处理器，其中，内插体芯片使用焊料凸点连接到第一和第二超导芯片以及衬底。

14.根据权利要求1所述的模块化超导量子处理器，其中，第一超导芯片、第二超导芯片以及内插体芯片被配置和安排为提供一种模块化系统，以便使得能够直接访问第一、第二、第三和第四量子位中的每个。