[实用新型]一种量子芯片立体结构

权利要求书

1.一种量子芯片立体结构，其特征在于，包括：第一立体结构和第二立体结构；其中，

所述第一立体结构包括依次层叠设置的量子点层、第一绝缘层和第一通信结构，其中，

所述量子点层包括多个阵列排布的量子点；

所述第一绝缘层用于隔离所述量子点层与所述第一通信结构；

所述第一通信结构位于所述第一绝缘层之上，并部分结构与所述量子点层连接，用于将接收的第一直流电压、第二直流电压和第一高频微波信号传输至所述量子点层，并利用所述第一直流电压形成第一调控电场，利用所述第二直流电压形成第二调控电场，以利用所述第一高频微波信号操控所述量子点层中量子点的量子比特的状态，利用所述第一调控电场调控所述量子点之间的耦合强度，利用所述第二调控电场调控所述量子点内的载流子数目；和用于连接RF测量电路，以使所述RF测量电路通过所述第一通信结构向所述量子点层传输第一探测信号，并使所述RF测量电路根据反射的第一探测信号判断所述量子点层中量子比特的状态；

所述第二立体结构包括依次层叠设置的超导谐振腔层和第二通信结构，其中，

所述第二通信结构与所述量子点层和所述超导谐振腔层连接，用于实现所述超导谐振腔层和所述量子点层中的量子点的耦合，和用于将所述超导谐振腔层提供的第三直流电压传输给所述量子点层，以利用所述第三直流电压形成第三调控电场，并利用所述第三调控电场与所述第一调控电场和第二调控电场共同束缚形成量子点；

所述超导谐振腔层还用于接收第二高频微波信号，以利用所述第二高频微波信号读取所述量子点层中量子比特的状态。

2.根据权利要求1所述的量子芯片立体结构，其特征在于，所述量子点层包括中央区域和包围所述中央区域的边缘区域；

所述边缘区域中还包括多个穿硅通孔和多个离子注入区；其中，所述多个穿硅通孔分布于所述边缘区域的四个端点位置，所述多个离子注入区分布于所述边缘区域的四条边上；

所述多个阵列排布的量子点位于所述中央区域中，相邻两个所述量子点之间为可调耦合区域，所述多个量子点中，与所述离子注入区相邻的量子点为第一类量子点，与所述穿硅通孔相邻的量子点为第三类量子点，其他所述量子点为第二类量子点。

3.根据权利要求2所述的量子芯片立体结构，其特征在于，所述量子点层还包括：多个微磁体；

所述多个微磁体分布于所述多个量子点之间的缝隙中，或分布于所述多个穿硅通孔的缝隙中，或分布于所述多个离子注入区的缝隙中。

4.根据权利要求2所述的量子芯片立体结构，其特征在于，所述第一通信结构包括：第一通讯线路层和第二通讯线路层；其中，

所述第一通讯线路层与所述可调耦合区域连接，用于将接收的第一直流电压传输至所述可调耦合区域，并利用所述第一直流电压形成第一调控电场，以利用所述第一调控电场调控所述量子点之间的耦合强度；和用于连接RF测量电路，以使所述RF测量电路通过所述第一通信结构向所述量子点层传输第一探测信号，并使所述RF测量电路根据反射的第一探测信号判断所述量子点层中量子比特的状态；

所述第二通讯线路层与所述量子点层连接，用于将接收的第二直流电压和第一高频微波信号传输给所述量子点层，并利用所述第二直流电压形成第二调控电场，以利用所述第一高频微波信号操控所述量子点层中量子比特的状态，利用所述第二调控电场调控所述量子点内的载流子数目。