【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及超導電路設計，特別是涉及一種超導芯片及超導芯片系統。
技術介紹
1、超導量子比特在量子計算、量子模擬領域有著廣泛的應用。通過向磁通偏置線施加偏置電流，改變超導量子比特中量子比特環路穿過的磁通量，可以實現對超導量子比特頻率的調控，這使得一系列復雜的超導量子比特操作得以實現。
2、現有磁通偏置線多為單偏置線設計，即，偏置電流經一條磁通偏置線抵達超導量子比特附近后就流入超導芯片的地平面。這種設計的缺點如下：一是施加的偏置電流進入芯片地平面之后會在整個地平面都有分布；二是從芯片外部施加到達芯片內部超導量子比特附近的偏置電流會在空間上產生磁場，并且超導芯片上沒有可與該偏置電流抵消的電流。
3、以上兩個缺點都會導致超導量子比特之間的磁通串擾；其中，磁通串擾指的是當施加偏置電流對目標超導量子比特進行頻率調控時，其他超導量子比特感受到的磁通量也會變化，從而導致不期望的頻率變化。
4、在量子計算、量子模擬應用中，超導芯片的規模在不斷擴大，對多個超導量子比特頻率的協同、精確控制十分必要；因此，如何降低超導量子比特之間的磁通串擾是超導芯片規模化的一個重要挑戰。
5、應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本專利技術的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本專利技術的
技術介紹
部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。
技術實現思路
1、鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目
2、為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種超導芯片，所述超導芯片包括至少一個量子比特電路，所述量子比特電路包括：
3、超導量子比特、磁通偏置線、第一引線端口及第二引線端口；
4、所述磁通偏置線布置在所述超導量子比特附近，第一端與所述第一引線端口相連，第二端與所述第二引線端口相連；
5、外部施加的偏置電流從所述第一引線端口流入并從所述第二引線端口流出，通過向所述磁通偏置線施加所述偏置電流來調控所述超導量子比特的頻率。
6、可選地，所述磁通偏置線包括偏置進線和偏置出線，所述偏置進線的第一端與所述第一引線端口相連，第二端與所述偏置出線的第二端相連，所述偏置出線的第一端與所述第二引線端口相連；
7、其中，所述偏置進線包括端口段進線和連接段進線，所述端口段進線的線寬大于所述連接段進線的線寬；所述偏置出線包括端口段出線和連接段出線，所述端口段出線的線寬大于所述連接段出線的線寬。
8、可選地，所述端口段進線的線寬小于等于10μm，所述連接段進線的線寬大于等于2μm且小于等于5μm；所述端口段出線的線寬小于等于10μm，所述連接段出線的線寬大于等于2μm且小于等于5μm。
9、可選地，所述端口段進線的線寬與所述端口段出線的線寬相等，所述連接段進線的線寬與所述連接段出線的線寬相等。
10、可選地，所述連接段進線和所述連接段出線對稱布置，其中，所述連接段進線的第一端和所述連接段出線的第一端齊平且與所述超導量子比特之間的最小間距大于等于150μm，所述連接段進線的第二端與所述連接段出線的第二端相連。
11、可選地，所述連接段進線和所述連接段出線所圍圖形包括下端開口的矩形、下端開口的燈泡形、下端開口的t字形或下端開口的漏斗形，其中，所述連接段進線和所述連接段出線之間的最小間距小于等于100μm。
12、可選地，所述超導量子比特包括量子比特環路及量子比特電容，所述量子比特環路包括兩個約瑟夫森結，所述量子比特電容與所述量子比特環路相連。
13、可選地，所述量子比特環路布置在所述量子比特電容的下方，所述磁通偏置線布置在所述量子比特環路的下方。
14、本專利技術還提供一種超導芯片系統，所述超導芯片系統包括：
15、如上所述的超導芯片及樣品盒，所述樣品盒上設置有至少一個輸入端口；
16、所述超導芯片布置在所述樣品盒中，其中，所述量子比特電路的所述第一引線端口與所述輸入端口相連，所述第二引線端口與所述樣品盒的地相連。
17、可選地，所述超導芯片系統還包括電流供應器，所述電流供應器的輸出端口與所述樣品盒的輸入端口相連，用于施加所述偏置電流。
18、如上所述，本專利技術的超導芯片及超導芯片系統，通過對磁通偏置線進行全新的結構設計，實現偏置電流的一進一出，如此，可以避免偏置電流在超導芯片的地平面上彌散分布，降低超導芯片中超導量子比特之間的磁通串擾，同時使超導芯片的地平面更穩定；而且，一進一出的偏置電流在超導量子比特附近的空間上形成的磁場可以互相抵消，有利于進一步降低超導芯片中超導量子比特之間的磁通串擾；另外，樣品盒上無需增設控制端口，磁通偏置線結構的改變不需要占用樣品盒上額外的控制端口。
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1.一種超導芯片，其特征在于，所述超導芯片包括至少一個量子比特電路，所述量子比特電路包括：
2.根據權利要求1所述的超導芯片，其特征在于，所述磁通偏置線包括偏置進線和偏置出線，所述偏置進線的第一端與所述第一引線端口相連，第二端與所述偏置出線的第二端相連，所述偏置出線的第一端與所述第二引線端口相連；
3.根據權利要求2所述的超導芯片，其特征在于，所述端口段進線的線寬小于等于10μm，所述連接段進線的線寬大于等于2μm且小于等于5μm；所述端口段出線的線寬小于等于10μm，所述連接段出線的線寬大于等于2μm且小于等于5μm。
4.根據權利要求2或3所述的超導芯片，其特征在于，所述端口段進線的線寬與所述端口段出線的線寬相等，所述連接段進線的線寬與所述連接段出線的線寬相等。
5.根據權利要求2所述的超導芯片，其特征在于，所述連接段進線和所述連接段出線對稱布置，其中，所述連接段進線的第一端和所述連接段出線的第一端齊平且與所述超導量子比特之間的最小間距大于等于150μm，所述連接段進線的第二端與所述連接段出線的第二端相連。
6.根據
7.根據權利要求1所述的超導芯片，其特征在于，所述超導量子比特包括量子比特環路及量子比特電容，所述量子比特環路包括兩個約瑟夫森結，所述量子比特電容與所述量子比特環路相連。
8.根據權利要求6所述的超導芯片，其特征在于，所述量子比特環路布置在所述量子比特電容的下方，所述磁通偏置線布置在所述量子比特環路的下方。
9.一種超導芯片系統，其特征在于，所述超導芯片系統包括：
10.根據權利要求9所述的超導芯片系統，其特征在于，所述超導芯片系統還包括電流供應器，所述電流供應器的輸出端口與所述樣品盒的輸入端口相連，用于施加所述偏置電流。
...【技術特征摘要】
1.一種超導芯片，其特征在于，所述超導芯片包括至少一個量子比特電路，所述量子比特電路包括：
2.根據權利要求1所述的超導芯片，其特征在于，所述磁通偏置線包括偏置進線和偏置出線，所述偏置進線的第一端與所述第一引線端口相連，第二端與所述偏置出線的第二端相連，所述偏置出線的第一端與所述第二引線端口相連；
3.根據權利要求2所述的超導芯片，其特征在于，所述端口段進線的線寬小于等于10μm，所述連接段進線的線寬大于等于2μm且小于等于5μm；所述端口段出線的線寬小于等于10μm，所述連接段出線的線寬大于等于2μm且小于等于5μm。
4.根據權利要求2或3所述的超導芯片，其特征在于，所述端口段進線的線寬與所述端口段出線的線寬相等，所述連接段進線的線寬與所述連接段出線的線寬相等。
5.根據權利要求2所述的超導芯片，其特征在于，所述連接段進線和所述連接段出線對稱布置，其中，所述連接段進線的第一端和所述連接段出線的第一端齊平且與所述超導量子比特之間的最小...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王鎮，牛錚琦，徐飛，林志榮，
申請(專利權)人：中國科學院上海微系統與信息技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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