[发明专利]用于超导通量量子比特的耦合架构

权利要求书

1.一种量子计算设备，包括：

量子比特的第一阵列，其沿着第一轴布置；和

量子比特的第二阵列，其沿着不同于第一轴的第二轴布置，使得第二阵列的量子比特与第一阵列的量子比特相交以形成晶格结构，

其中第一阵列中的每个量子比特相对于第一阵列中的直接相邻的量子比特沿着第二轴偏移，

第二阵列中的每个量子比特相对于第二阵列中的直接相邻的量子比特沿着第一轴偏移，以及

在晶格结构中来自第一阵列的量子比特和来自第二阵列的量子比特之间的每个交点包括耦合器，所述耦合器被布置成将来自第一阵列的量子比特感应耦合到来自第二阵列的量子比特，

其中晶格结构的每个量子比特包括与超导量子干涉器件(SQUID)直接电接触的共面波导，并且其中，对于每个量子比特的每个共面波导，共面波导的一端与地直接电接触。

2.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，所述第一阵列包括N个量子比特，

第二阵列包括N个量子比特，

N大于或等于2，

第一阵列中的每个量子比特相对于第一阵列中的直接相邻的量子比特沿着第二轴偏移第一距离，所述第一距离大约等于以相同方向定向的√N个均等间隔的量子比特，并且

第二阵列中的每个量子比特相对于第二阵列中的直接相邻的量子比特沿着第一轴偏移第一距离。

3.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，所述第一轴相对于所述第二轴正交。

4.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，在晶格结构中来自第一阵列的量子比特和来自第二阵列的量子比特之间的每个交点包括两个耦合器，所述两个耦合器被布置成将来自第一阵列的量子比特感应耦合到来自第二阵列的量子比特。

5.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，在来自第一阵列的量子比特和来自第二阵列的量子比特之间的每个交点处的耦合器被布置成将来自第一阵列的量子比特的共面波导感应耦合到来自第二阵列的量子比特的共面波导。

6.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，单元格被布置成提供c路耦合，并且c大于或等于2。

7.根据权利要求1所述的量子计算设备，还包括量子比特的第三阵列，其沿着不同于第一轴和第二轴的第三轴布置，使得第三阵列的量子比特与第一阵列和第二阵列的量子比特相交以形成晶格结构。

8.根据权利要求1所述的量子计算设备，其中，第一阵列中的第一量子比特相对于第一阵列中的直接相邻的第二量子比特沿着第二轴偏移第一量，第一阵列中的第三量子比特相对于第一阵列中的直接相邻的第四量子比特沿着第二轴偏移不同于第一量的第二量。

9.一种量子计算设备，包括多个单元格，其中所述多个单元格中的每个单元格包括：

量子比特的第一阵列，其沿着第一轴布置；和

量子比特的第二阵列，其沿着不同于第一轴的第二轴布置，使得第二阵列的量子比特与第一阵列的量子比特相交以形成晶格结构，

其中第一阵列中的每个量子比特相对于第一阵列中的直接相邻的量子比特沿着第二轴偏移，

第二阵列中的每个量子比特相对于第二阵列中的直接相邻的量子比特沿着第一轴偏移，并且

在所述晶格结构中来自第一阵列的量子比特和来自第二阵列的量子比特之间的每个交点包括耦合器，所述耦合器被布置成将来自第一阵列的量子比特感应耦合到来自第二阵列的量子比特，以及

其中所述多个单元格被拼接，使得所述多个单元格中的每个单元格可操作地耦合到邻近的单元格，

其中晶格结构的每个量子比特包括与超导量子干涉器件(SQUID)直接电接触的共面波导，并且其中，对于每个量子比特的每个共面波导，共面波导的一端与地直接电接触。