【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體，具體涉及一種超導量子比特及超導量子芯片。
技術介紹
1、在超導量子計算領域，超導量子比特及對應的片上的測控元件通常具有較大的物理尺寸，對量子處理器的大規模集成造成了很大的挑戰。
2、在超導量子比特中，為了抑制電荷漲落引起的噪聲，通常會增加一個旁路電容，從而能夠幫助量子比特退相干時間得以大幅延長。目前廣泛采用的transmon/xmon結構設計中，量子比特中的旁路電容一般為共面型電容，即電容的兩個極板在同一面內。共面型電容需要較大的平面面積，不利于超導量子比特的集成。
技術實現思路
1、針對現有技術中的問題，本專利技術實施例提供一種超導量子比特及超導量子芯片，能夠至少部分地解決現有技術中存在的問題。
2、一方面，本專利技術實施例提供一種超導量子比特，包括約瑟夫森結和芯粒，其中：
3、所述芯粒包括載片、深溝槽電容器和填充介質層，所述深溝槽電容器嵌入在所述載片內，所述填充介質層覆蓋所述載片和所述深溝槽電容器，所述深溝槽電容器與所述約瑟夫森結電連接。
4、進一步地，本專利技術實施例提供的超導量子比特還包括轉接板，所述約瑟夫森結設置在所述轉接板上，所述轉接板與所述填充介質層鍵合連接，所述約瑟夫森結的第一極板通過第一凸點和第一導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第二凸點和第二導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連接；所述第一導電部設置在所述填充介質層內，并連接所述第一凸點和所述第一導電層
5、進一步地，本專利技術實施例提供的超導量子比特還包括轉接板，所述芯粒有多個，每個芯粒的填充介質層鍵合在所述轉接板上，每個芯粒的深溝槽電容器對應至少一個約瑟夫森結，每個約瑟夫森結設置在所述轉接板上。
6、進一步地，所述約瑟夫森結設置在所述填充介質層上，所述約瑟夫森結的第一極板通過第三導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第四導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連接；所述第三導電部和所述第四導電部分別設置在所述填充介質層內。
7、進一步地，所述約瑟夫森結設置在所述填充介質層上，所述約瑟夫森結的第一極板通過第五導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第六導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接；所述第五導電部和所述第六導電部設置在所述填充介質層內；所述深溝槽電容器位于所述第二極板的下方。
8、進一步地，所述深溝槽電容器對應多個約瑟夫森結。
9、進一步地，所述芯粒包括多個深溝槽電容器，每個深溝槽電容器對應至少一個約瑟夫森結。
10、進一步地，所述多個深溝槽電容器中存在結構不同的深溝槽電容器。
11、進一步地，所述深溝槽電容器包括2n個導電層，所述深溝槽電容器對應n個約瑟夫森結。
12、進一步地，所述約瑟夫森結有多個，各個約瑟夫森結之間通過對應的耦合結構通信連接。
13、另一方面，本專利技術實施例提供一種超導量子芯片，包括上述實施例任一項所述的超導量子比特、封裝基板和pcb板，其中：
14、所述超導量子比特通過間隔柱設置在所述封裝基板上；所述封裝基板靠近所述超導量子比特的一側表面上設置諧振腔，所述諧振腔與約瑟夫森結一一對應；
15、所述pcb板設置在所述封裝基板的底部；
16、所述超導量子比特的約瑟夫森結通過第一數據傳輸鏈路接收控制信號，并通過第二數據傳輸鏈路輸出數據，所述第二數據傳輸鏈路通過所述超導量子比特的約瑟夫森結對應的諧振腔。
17、進一步地，所述超導量子比特有多個。
18、進一步地，多個超導量子比特中存在結構不同的超導量子比特。
19、進一步地，所述第一數據傳輸鏈路包括依次相連的第一傳輸線、第一超導導電部、第一超導同軸凸點、第二超導導電部，第二傳輸線和控制同軸線；所述第一傳輸線耦合于所述約瑟夫森結的第一極板，所述控制同軸線設置在所述pcb板上，所述第二超導導電部貫穿所述封裝基板，所述第一超導導電部貫穿轉接板或者貫穿載片和填充介質層。
20、進一步地，所述第二數據傳輸鏈路包括第三傳輸線、第三超導導電部、第四超導導電部、第四傳輸線和讀取同軸線，其中：
21、所述第三傳輸線的第一端耦合于所述約瑟夫森結的第二極板，所述第三傳輸線的第二端與所述第三超導導電部的第一端相連，所述第三超導導電部的第二端與所述約瑟夫森結對應的諧振腔耦合連接，所述約瑟夫森結對應的諧振腔與第四超導導電部的第一端耦合連接，所述第四超導導電部的第二端與所述第四傳輸線的第一端連接，所述第四傳輸線的第二端與所述讀取同軸線連接；
22、所述讀取同軸線設置在所述pcb板上，所述第四超導導電部貫穿所述封裝基板，所述第三超導導電部貫穿轉接板或者貫穿載片和介質層。
23、進一步地，所述諧振腔采用共面螺旋線結構。
24、本專利技術實施例提供的超導量子比特及超導量子芯片，包括約瑟夫森結和芯粒，所述芯粒包括載片、深溝槽電容器和介質層，所述深溝槽電容器嵌入在所述載片內，所述填充介質層覆蓋所述載片和所述深溝槽電容器，所述深溝槽電容器與所述約瑟夫森結電連接，將深溝槽電容器作為旁路電容，能夠減小超導量子比特的平面尺寸，提高超導量子比特的集成度。
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1.一種超導量子比特，其特征在于，包括約瑟夫森結和芯粒，其中：
2.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，還包括轉接板，所述約瑟夫森結設置在所述轉接板上，所述轉接板與所述填充介質層鍵合連接，所述約瑟夫森結的第一極板通過第一凸點和第一導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第二凸點和第二導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連接；所述第一導電部設置在所述填充介質層內，并連接所述第一凸點和所述第一導電層；所述第二導電部設置在所述填充介質層內，并連接所述第二凸點和所述第二導電層。
3.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，還包括轉接板，所述芯粒有多個，每個芯粒的填充介質層鍵合在所述轉接板上，每個芯粒的深溝槽電容器對應至少一個約瑟夫森結，每個約瑟夫森結設置在所述轉接板上。
4.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，所述約瑟夫森結設置在所述填充介質層上，所述約瑟夫森結的第一極板通過第三導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第四導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連
5.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，所述約瑟夫森結設置在所述填充介質層上，所述約瑟夫森結的第一極板通過第五導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第六導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接；所述第五導電部和所述第六導電部設置在所述填充介質層內；所述深溝槽電容器位于所述第二極板的下方。
6.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，所述深溝槽電容器對應多個約瑟夫森結。
7.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，所述芯粒包括多個深溝槽電容器，每個深溝槽電容器對應至少一個約瑟夫森結。
8.根據權利要求7所述的超導量子比特，其特征在于，所述多個深溝槽電容器中存在結構不同的深溝槽電容器。
9.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，所述深溝槽電容器包括2n個導電層，所述深溝槽電容器對應n個約瑟夫森結。
10.根據權利要求1至9任一項所述的超導量子比特，其特征在于，所述約瑟夫森結有多個，各個約瑟夫森結之間通過對應的耦合結構通信連接。
11.一種超導量子芯片，其特征在于，包括權利要求1至10任一項所述的超導量子比特、封裝基板和PCB板，其中：
12.根據權利要求11所述的超導量子芯片，其特征在于，所述超導量子比特有多個。
13.根據權利要求12所述的超導量子芯片，其特征在于，多個超導量子比特中存在結構不同的超導量子比特。
14.根據權利要求11所述的超導量子芯片，其特征在于，所述第一數據傳輸鏈路包括依次相連的第一傳輸線、第一超導導電部、第一超導同軸凸點、第二超導導電部，第二傳輸線和控制同軸線；所述第一傳輸線耦合于所述約瑟夫森結的第一極板，所述控制同軸線設置在所述PCB板上，所述第二超導導電部貫穿所述封裝基板，所述第一超導導電部貫穿轉接板或者貫穿載片和填充介質層。
15.根據權利要求11所述的超導量子芯片，其特征在于，所述第二數據傳輸鏈路包括第三傳輸線、第三超導導電部、第四超導導電部、第四傳輸線和讀取同軸線，其中：
16.根據權利要求11至15任一項所述的超導量子芯片，其特征在于，所述諧振腔采用共面螺旋線結構。
...【技術特征摘要】
1.一種超導量子比特，其特征在于，包括約瑟夫森結和芯粒，其中：
2.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，還包括轉接板，所述約瑟夫森結設置在所述轉接板上，所述轉接板與所述填充介質層鍵合連接，所述約瑟夫森結的第一極板通過第一凸點和第一導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第二凸點和第二導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連接；所述第一導電部設置在所述填充介質層內，并連接所述第一凸點和所述第一導電層；所述第二導電部設置在所述填充介質層內，并連接所述第二凸點和所述第二導電層。
3.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，還包括轉接板，所述芯粒有多個，每個芯粒的填充介質層鍵合在所述轉接板上，每個芯粒的深溝槽電容器對應至少一個約瑟夫森結，每個約瑟夫森結設置在所述轉接板上。
4.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，所述約瑟夫森結設置在所述填充介質層上，所述約瑟夫森結的第一極板通過第三導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第四導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連接；所述第三導電部和所述第四導電部分別設置在所述填充介質層內。
5.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，所述約瑟夫森結設置在所述填充介質層上，所述約瑟夫森結的第一極板通過第五導電部與所述深溝槽電容器的第二導電層電連接，所述約瑟夫森結的第二極板通過第六導電部與所述深溝槽電容器的第一導電層電連接；所述第五導電部和所述第六導電部設置在所述填充介質層內；所述深溝槽電容器位于所述第二極板的下方。
6.根據權利要求1所述的超導量子比特，其特征在于，所述深溝槽電容器對應多個約瑟夫...
【專利技術屬性】
技術研發人員：俞杰勛，宋昌明，王謙，鄭瑤，蔡堅，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：
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