[发明专利]使用电介质减薄来减少量子设备中的表面损耗和杂散耦合

权利要求书

1.一种量子设备，包括：

衬底，所述衬底具有衬底电介质常数；以及

布置在所述衬底的表面上的至少三个共面结构，所述至少三个共面结构中的每个共面结构包括超导体，

其中，在所述至少三个共面结构中的第一共面结构与第二共面结构之间的第一有效电介质常数大于第一阈值，所述第二共面结构是所述第一共面结构的最靠近的相邻者，

在所述至少三个共面结构中的所述第一共面结构与第三共面结构之间的第二有效电介质常数小于第二阈值，所述第三共面结构是所述第一共面结构的下一个最靠近的相邻者，所述第二阈值小于所述第一阈值，并且

其中，所述第一有效电介质常数包括所述衬底电介质常数和环境区域的电介质常数的第一加权平均值，并且所述第二有效电介质常数包括所述衬底电介质常数和所述环境区域的电介质常数的第二加权平均值，所述环境区域与所述衬底相邻并且是在所述衬底外部而不是在所述衬底内部，并且

其中，所述环境区域的电介质常数对所述第二有效电介质常数的贡献大于所述环境区域的电介质常数对所述第一有效电介质常数的贡献。

2.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述环境区域包括真空。

3.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述衬底包括硅。

4.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述衬底包括蓝宝石。

5.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述超导体包括铝。

6.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述超导体包括铌。

7.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述至少三个共面结构中的至少一个共面结构包括对应的量子位。

8.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述至少三个共面结构呈一维阵列排列。

9.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述至少三个共面结构中的至少一个共面结构包括交指型电容器的对应臂。

10.根据权利要求1所述的量子设备，其中，所述第一共面结构与所述第二共面结构间隔第一间隙，以及所述第二共面结构与所述第三共面结构间隔第二间隙。

11.一种量子设备，包括：

衬底；以及

布置在所述衬底的第一表面上的至少三个共面结构，所述至少三个共面结构中的每个共面结构包括超导体，

其中，在所述至少三个共面结构中的第一共面结构与第二共面结构之间的第一有效电介质常数大于第一阈值，所述第二共面结构是所述第一共面结构的最靠近的相邻者，

在所述至少三个共面结构中的所述第一共面结构与第三共面结构之间的第二有效电介质常数小于第二阈值，所述第三共面结构是所述第一共面结构的下一个最靠近的相邻者，

所述第二阈值小于所述第一阈值，

其中，环境区域的电介质常数对所述第二有效电介质常数的贡献大于所述环境区域的电介质常数对所述第一有效电介质常数的贡献，所述环境区域与所述衬底相邻并且是在所述衬底外部而不是在所述衬底内部，并且

其中，所述至少三个共面结构中的至少一个共面结构包括对应的共面波导。

12.根据权利要求11所述的量子设备，其中，所述环境区域与所述衬底的第二表面相邻，其中所述第二表面是所述衬底的与所述第一表面相反的一侧。