[发明专利]用于量子比特的带线和微带传输线

说明书

本文描述了量子电路中的新传输线结构以用作谐振器和非谐振互连件。在本公开的一个方面中，一种所提出的结构包括衬底、在所述衬底上面设置的地平面、在所述地平面上面设置的介电层和在所述介电层上面设置的导体带。在另一方面中，一种所提出的结构包括衬底、在所述衬底上面设置的下地平面、在所述下地平面上面设置的下介电层、在所述下介电层上面设置的导体带、在所述导体带上面设置的上介电层和在所述上介电层上面设置的上地平面。如本文提出的传输线结构可以用于提供去往量子比特、来自量子比特或/和量子比特之间的微波连接，或者设定对各个量子比特进行寻址的频率。还公开了用于制造这种结构的方法。

技术领域

本公开总体上涉及量子计算的领域，并且更具体地，涉及用于在量子电路中使用的传输线和制造该传输线的方法。

背景技术

量子计算指代与使用量子力学现象以操控数据的计算系统相关的研究领域。这些量子力学现象（诸如，叠加（其中量子变量可以同时存在于多个不同状态中）和纠缠（其中多个量子变量具有相关状态，而不论它们之间在空间或时间上的距离如何））不具有经典计算的世界中的类似物，且因而不能利用经典计算设备而实现。

附图说明

为了提供对本公开及其特征和优势的更全面理解，参考结合附图而采取的以下描述，在附图中，相似附图标记表示相似部分，在附图中：

图1提供了根据本公开的一些实施例的示例量子电路的示意图示。

图2提供了根据本公开的一些实施例的可包括本文描述的传输线中的任一个的示例量子计算设备的示意图示。

图3A和3B提供了在衬底上面提供的共面波导的示意图示。

图4A-4Q提供了根据本公开的一些实施例的制造用于量子比特的微带和带线传输线的示意图示。

图5A-5D提供了根据本公开的一些实施例的用于制造用于量子比特的微带和带线传输线的方法的流程图。

图6A和6B分别提供了根据本公开的一些实施例的量子电路中的微带线和带线的示例性TEM/SEM图像的示意图示。

具体实施方式

如本文先前描述的那样，量子计算或量子信息处理指代与使用量子力学现象以操控数据的计算系统相关的研究领域。量子力学现象的一个示例是量子叠加的原理，其断言了：任何两个或更多个量子状态可以被加在一起（即，叠加）以产生另一有效量子状态；以及任何量子状态可以被表示为两个或更多个其他有区别状态之和。量子纠缠是量子力学现象的另一示例。纠缠指代以一个粒子的状态变得与其他粒子的状态缠结的这种方式生成或相互作用的粒子组。此外，每一个粒子的量子状态不能被独立地描述。取而代之，量子状态是作为整体针对纠缠粒子组而给定的。量子力学现象的又一示例有时被描述为“塌缩”，这是因为其断言了：当我们观察（测量）粒子时，我们不可避免地改变其性质，这是因为一旦被观察到，粒子就停止处于叠加或纠缠的状态中（即，通过尝试查明与粒子有关的任何事，我们塌缩它们的状态）。