[实用新型]超导量子计算系统一体化降噪装置

说明书

本实用新型涉及量子计算机工作环境技术领域，特别涉及一种超导量子计算系统一体化降噪装置，包含：模块化机房，所述模块化机房按不同功能划分为多个不同物理属性空间仓位；所述模块化机房内设置有用于对多个不同物理属性空间仓位降温处理的制冷机，制冷机四周及制冷机送风管道均设置用于降噪处理的吸音棉；所述多个不同物理属性空间仓位至少包含相互之间物理隔离且通过集中布线进行数据交互的量子仓、测控仓、外设仓和经典计算仓。本实用新型结构简单，设计科学、合理，既对量子计算机系统中的各部分重要设备做到高度集成，且能够兼顾屏蔽各种干扰信号频段，保障超导量子计算机工作环境的稳定性，具有较好的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及量子计算机工作环境技术领域，特别涉及一种超导量子计算系统一体化降噪装置。

背景技术

目前量子计算机正处于初级发展阶段，量子比特正常运行所需要的硬件环境庞大且繁杂。以超导量子计算机为例，计算系统所使用的设备包括了量子芯片、低温线路与器件、稀释制冷机、测控设备、UPS电源以及其他辅助设备。每一项设备都需要较大的场地，尤其是稀释制冷机。所以，超导量子计算系统的运行需要占用大量面积的实验环境、使用众多的仪器设备、花费较高的维护成本。除此之外，超导量子计算系统对环境高度敏感。例如，超导量子计算机的处理器必须在极低温(20mK)状态下进行，以保证超导量子态的量子相干性。在运行过程中还会受到外部噪声和内部噪声的影响。量子计算系统中的外部噪声可能来自控制电子或杂散磁场；内部噪声可能来自其他不受控制的量子系统，例如材料杂质。阻止我们现在拥有大规模量子计算机的障碍之一就是噪音问题，减少噪声影响是量子计算机发展中的一个主要焦点，是全球各地科学家在迈进量子计算新时代所面临的挑战。

目前国内各研究团队的超导量子计算机以及配套设备还处在一种松耦合阶段，构成量子计算机的各部分组件比较分散的分布于多个区域和实验室，通过线缆进行物理连接，未进行高密度的集成化封装。这种整体上松耦合的结构，对于需要高密度物理环境的各类设备十分不利,需要进一步对整机所需物理环境进行优化和集成。超导量子芯片被放置在极低温环境中，但是极低温以及热沉仅仅是支持量子芯片工作的基本条件，它不能消除所有环境噪声的影响。环境噪声，指的是包含热噪声、电器噪声、红外辐射噪声、磁场噪声、机械振动噪声等在内的任意形式的光、声、电的波动，它会导致有效信息被淹没在因光、声、电的波动而产生的无效信息中。绝大多数环境噪声，依然以红外辐射以及磁场辐射的形式存在，并且随机地干扰量子芯片中保存的量子信息。因此需要引入更多的屏蔽措施，以降低噪声对于量子比特的影响。

发明内容

为此，本实用新型提供一种超导量子计算系统一体化降噪装置，既对量子计算机系统中的各部分重要设备做到高度集成，且能够兼顾屏蔽各种干扰信号频段，保障超导量子计算机工作环境的稳定性。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种超导量子计算系统一体化降噪装置，包含：模块化机房，所述模块化机房按不同功能划分为多个不同物理属性空间仓位；所述模块化机房内设置有用于对多个不同物理属性空间仓位降温处理的制冷机，制冷机四周及制冷机送风管道均设置用于降噪处理的吸音棉；所述多个不同物理属性空间仓位至少包含相互之间物理隔离且通过集中布线进行数据交互的量子仓、测控仓、外设仓和经典计算仓。

作为本实用新型超导量子计算系统一体化降噪装置，进一步地，模块化机房外立面板材及板材组装用构件均采用无磁金属材质，各空间仓位仓壁框架及仓位支撑架均采用无磁金属材质，且各仓壁框架外侧设有吸音屏蔽材料。

作为本实用新型超导量子计算系统一体化降噪装置，进一步地，外立面板材表面涂有增强屏蔽层。

作为本实用新型超导量子计算系统一体化降噪装置，进一步地，吸音屏蔽材料包含防火隔音板、屏蔽铜板及包裹两者的屏蔽网。

作为本实用新型超导量子计算系统一体化降噪装置，进一步地，所述屏蔽网采用由纯紫铜丝编织且密度为200目的高目网。