[发明专利]一种超导量子比特芯片

权利要求书

1.一种超导量子比特芯片，其特征在于，包括：准一维布局的超导量子比特阵列和操控读取微波电路；

其中，所述超导量子比特阵列包括：两个或两个以上呈链式排列的网状单元；

每个所述网状单元内包含n个超导量子比特，所述n个超导量子比特包括共享型超导量子比特和非共享型超导量子比特；相邻网状单元之间共享m个共享型超导量子比特；其中，所述共享型超导量子比特用于网状单元间互联，m和n为自然数，nm≥2；

所述操控读取微波电路包括：

耦合于每个超导量子比特的独立的操控用共平面微波传输线，用于对超导量子比特进行微波脉冲激发；

磁通量控制线，分别用于调节每个共享型超导量子比特本征频率；

其中，所述网状单元内的每个超导量子比特耦合到同一个互联用共平面超导微波谐振腔，所述互联用共平面超导微波谐振腔用于网状单元内超导量子比特的互联；每个超导量子比特各自耦合于一个读取用共平面超导微波谐振腔，所述读取用共平面超导微波谐振腔耦合于读取用共平面微波传输线，所述读取用共平面微波传输线连接于外部电路，用于超导量子比特状态读取。

2.根据权利要求1所述的超导量子比特芯片，其特征在于，各所述超导量子比特和与本超导量子比特耦合的读取用共平面超导微波谐振腔处于失谐状态，各超导量子比特的状态分别通过所耦合的所述读取用共平面超导微波谐振腔的本征频率移动读取。

3.根据权利要求1所述的超导量子比特芯片，其特征在于，所述操控用共平面微波传输线还用于对其所耦合的超导量子比特进行单比特量子逻辑门操作；其中，所述单比特量子逻辑门操作通过施加在所述操控用共平面微波传输线上的微波信号的参数实现；所述参数包括以下一种或多种：长度、强度、相位。

4.根据权利要求1所述的超导量子比特芯片，其特征在于，所述网状单元内的任意两个超导量子比特通过交叉共振逻辑门操作和单比特量子逻辑门操作的组合，进行双量子逻辑门操作。

5.根据权利要求1所述的超导量子比特芯片，其特征在于，相邻网状单元的超导量子比特之间，以所述相邻网状单元所共享的共享型超导量子比特为中介进行双量子比特逻辑门操作。

6.根据权利要求1所述的超导量子比特芯片，其特征在于，所述网状单元内的超导量子比特个数n根据纠错编码的参数设置。

7.根据权利要求1所述的超导量子比特芯片，其特征在于，所述网状单元内的非共享型超导量子比特的频率固定。

8.根据权利要求1至7任一所述的超导量子比特芯片，其特征在于：所述超导量子比特包括基于金属薄膜制备的非线性电感元件约瑟夫森结、结电容和金属岛电容。

9.根据权利要求1至7任一所述的超导量子比特芯片，其特征在于：所处超导量子比特的量子态允许存在小于1的保真度。