[发明专利]一种超导量子比特的长寿命存储装置及其存储方法

摘要

本发明公开了一种超导量子比特的长寿命存储装置及其存储方法。本发明采用高品质因数的三维椭球射频超导薄膜腔，相对于目前所用的矩形腔，有较大优势：品质因数高达1010；并将超导量子比特与超导腔进行耦合，将超导量子比特的退相干时间提高到百毫秒～秒量级，从而为实现对量子比特的操控、测量以及量子存储扫清障碍；本发明将有利于得到长寿命的超导量子比特，对于量子计算，量子存储，量子信息以及量子通讯等各方面都具有重要意义；本发明首次将三维椭球射频超导薄膜腔应用在超导量子计算中，将成熟的超导腔技术与新兴的超导量子计算相结合，把超导量子计算向前推进一步。

主权项

1.一种超导量子比特的长寿命存储装置，其特征在于，所述长寿命存储装置包括：三维椭球射频超导薄膜腔、管道、安装介质、密封板和耦合天线；其中，两个完全相同的半碗椭球，焊接在一起形成一个椭球腔，椭球腔内部为椭球体形状，在椭球腔上开设有通孔，通孔位于垂直于椭球腔的赤道面的中心轴上，在通孔处安装有管道，管道位于椭球腔外并垂直于椭球腔的赤道面，管道的端口安装有密封板密封，在管道的内表面和椭球腔的内壁表面蒸镀有与其致密结合且均匀分布的超导薄膜，椭球腔和超导薄膜构成三维椭球射频超导薄膜腔；安装介质的一端具有安装槽，超导量子比特固定在安装槽中；固定有超导量子比特的安装介质和耦合天线的一端固定在密封板上；安装介质和耦合天线的另一端进入管道，安装介质的安装槽一端穿过三维椭球射频超导薄膜腔的通孔，伸入至三维椭球射频超导薄膜腔的内部，安装介质的安装槽位于三维椭球射频超导薄膜腔的赤道面的中心；耦合天线连接微波功率源，耦合天线的方向平行于与椭球腔的赤道面垂直的中心轴；微波功率源通过耦合天线在三维椭球射频超导薄膜腔内激励出电磁场，此时赤道面的电场最强，磁场最弱；超导量子比特位于赤道面的中心，超导量子比特与电磁场进行耦合，交换能量；三维椭球射频超导薄膜腔移动至稀释制冷机，在低温环境下通过耦合天线测量超导量子比特在电磁场中的状态，得到退相干时间。