[发明专利]一种超导微波纳米谐振腔

说明书

本申请公开一种超导微波纳米谐振腔，包括介质基片、位于介质基片同一表面的两个共面波导地平面、共面波导传输线中央导带线和纳米腔；共面波导传输线中央导带线位于两个共面波导地平面之间；纳米腔位于共面波导地平面区域内，且位于介质基片表面上；其中，纳米腔的线宽为百纳米级别，且纳米腔背离共面波导传输线中央导带线的边上设置有开口。所述开口能够减小纳米腔和共面波导传输线中央导带线组成的电路的电容，从而削弱电容耦合；纳米腔的线宽减小，增强了动态电感，引起更高的特征阻抗，从而增强了超导微波纳米谐振腔与量子系统之间的耦合能力。

技术领域

本发明涉及微波电路技术领域，尤其涉及一种超导微波纳米谐振腔。

背景技术

相比于光学体系，电路量子电动力学体系可以完全在一块毫米级的电路芯片上实现，使用一维共面波导谐振腔结构将电场压缩在共面波导的电磁场最强处(即波腹处)，在局部实现更大的电场强度，放置于电场最强处的量子比特与谐振腔通过电容耦合的方式，能够轻松实现强耦合。

现在通用的用于操纵和读取超导量子比特的方式是：直接将量子比特耦合到一条线宽在微米级的超导微波纳米谐振腔上，一个超导微波纳米谐振腔完成与量子比特的耦合等所有操作。

但现有技术中，超导微波纳米谐振腔与量子比特的耦合较弱，因此，亟需一种能够与量子比特实现良好耦合的超导微波纳米谐振腔。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种超导微波纳米谐振腔，以解决现有技术中超导微波纳米谐振腔与量子比特的耦合较弱的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超导微波纳米谐振腔，包括：

介质基片、两个共面波导地平面、共面波导传输线中央导带线和纳米腔；

两个所述共面波导地平面、所述共面波导传输线中央导带线和所述纳米腔位于所述介质基片同一表面；

所述共面波导传输线中央导带线位于两个所述共面波导地平面之间；

所述纳米腔位于所述共面波导地平面区域内，且位于所述介质基片表面上；

其中，所述纳米腔的线宽为百纳米级别，且所述纳米腔背离所述共面波导传输线中央导带线的边上设置有开口。

优选地，所述纳米腔的线宽小于或等于500纳米。

优选地，所述纳米腔的线宽为100纳米。

优选地，所述开口在沿其所在的所述纳米腔的边长方向上的尺寸大于5微米。

优选地，所述开口在沿其所在的所述纳米腔的边长方向上的尺寸为其所在的所述纳米腔的边长。

优选地，所述纳米腔朝向所述共面波导传输线中央导带线的边上还包括相互串接的多个超导量子干涉装置。

优选地，所述纳米腔与所述共面波导传输线中央导带线之间的距离大于或等于6微米。

优选地，所述纳米腔与所述共面波导传输线中央导带线之间的距离为20微米。

优选地，所述介质基片为硅基片或蓝宝石基片。

优选地，所述共面波导地平面、共面波导传输线中央导带线和纳米腔的金属部分的材质为铌材质或氮化铌材质。