[实用新型]一种量子器件及一种量子计算机

说明书

本申请公开了一种量子器件及一种量子计算机，属于量子计算技术领域。所述量子器件包括：量子芯片，所述量子芯片上形成有I/O端口；及超导基板，所述超导基板上形成有多条传输线，且每条所述传输线均包括具有夹角的第一段和第二段，所述第一段的一端与所述I/O端口之间形成有键合连接结构，所述第二段的一端形成有用于与连接器连接的焊盘，且所述第一段间的分布间距小于所述第二段间的分布间距。本申请将传输线划分成两个部分，即具有夹角的第一段和第二段，一端形成有焊盘的第二段的在远离量子芯片的区域上分布，则与I/O端口通过铝线键合连接的第一段可以更高密度的布线，从而降低焊盘尺寸对布线间距的影响，提高超导基板上传输线的密度。

技术领域

本申请属于量子信息领域，尤其是量子计算技术领域，特别地，本申请涉及一种量子器件及其制备方法、一种量子计算机。

背景技术

量子计算是量子力学与计算机科学相结合的一种通过遵循量子力学规律、调控量子信息单元来进行计算的新型计算方式。它以微观粒子构成的量子比特为基本单元，具有量子叠加、纠缠的特性。并且，通过量子态的受控演化，量子计算能够实现信息编码和计算存储，具有经典计算技术无法比拟的巨大信息携带量和超强并行计算处理能力。随着量子比特位数的增加，其计算存储能力还将呈指数级规模拓展。国际上正在探索的量子计算的物理系统包括离子阱、超导、超冷原子、极化分子、线性光学、金刚石色心、硅28中的电子或核自旋等方向。

为了实现控制信号和读取信号的输入输出，将量子芯片与外围电路进行连接是不可缺少的。在超导量子计算的方案中，通常采用将量子芯片通过引线键合的方式连接到PCB板上形成封装结构的方式，并通过PCB板转接引出从而与外围电路相连。而随着量子比特位数的增加，量子芯片的封装结构中如何实现较高密度的布线以在量子芯片封装时将众多的I/O端口引出成为当下亟待解决的难题。

实用新型内容

针对现有技术中的难题，本申请的目的是提供一种量子器件及一种量子计算机，它能够实现较高密度的布线以在量子芯片封装时将众多的I/O端口引出。

本申请的一个实施例提供了一种量子器件，所述量子器件包括：

量子芯片，所述量子芯片上形成有I/O端口；

超导基板，所述超导基板上形成有多条传输线，且每条所述传输线均包括具有夹角的第一段和第二段，所述第一段的一端与所述I/O端口之间形成有键合连接结构，所述第二段的一端形成有用于与连接器连接的焊盘，并且所述第一段之间的分布间距小于所述第二段之间的分布间距。

如上所述的量子器件，所述焊盘包括分布于第一对齐参考线上的第一类焊盘和分布于第二对齐参考线上的第二类焊盘，且所述第一类焊盘和所述第二类焊盘相间分布。

如上所述的量子器件，相邻位置的所述传输线具有不同长度的所述第一段。

如上所述的量子器件，所述超导基板上形成有布线槽，所述传输线形成于所述布线槽内。

如上所述的量子器件，所述传输线为印刷电路。

如上所述的量子器件，所述印刷电路包括第一接地层、第二接地层、位于所述第一接地层和所述第二接地层之间的信号线层，及用于实现所述第一接地层和所述第二接地层之间电连接的导电结构。

如上所述的量子器件，所述导电结构包括贯穿所述第一接地层和所述第二接地层的穿孔，以及形成于所述穿孔内的导电元件，所述导电元件与所述第一接地层和所述第二接地层电连接。

如上所述的量子器件，所述传输线为层叠元件，所述层叠元件包括依次层叠的第一氧化膜层、超导特性的传输介质层和第二氧化膜层，所述传输介质层用于与所述I/O端口和所述连接器连接。

如上所述的量子器件，所述量子器件包括依次层叠的多个所述超导基板。