[发明专利]固定频率量子位的共振频率调整

说明书

一种方法包括形成用于非线性谐振器的电容器焊盘(304A，304B)。该方法包括将非线性谐振器的谐振频率与目标频率进行比较，以确定谐振频率是否落入目标频率的范围内。一种器件包括第一电容器焊盘，该第一电容器焊盘包括超导材料，该第一电容器焊盘被配置为耦合到逻辑电路元件的第一端。该器件包括第二电容器焊盘，该第二电容器焊盘包括第二超导材料，该电容器焊盘被配置为耦合到逻辑电路元件的第二端。第二电容器焊盘包括第一部分(306A，306B)；第二部分(308A、308B)；以及桥接件(310A、310B)，其被配置为电连接第一部分(306A、306B)和第二部分(308A、308B)。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于超导量子位共振器的超导体器件、制造方法和制造系统。更具体地说，本发明涉及用于固定频率量子位的共振频率调整的一种装置、方法和系统。

背景技术

在下文中，除非在使用时明确区分，词语或短语中的“Q”或“q”前缀指示在量子计算上下文中对该词语或短语的引用。

分子和亚原子粒子遵循量子力学定律，这是探索物理世界如何在最基本的水平上工作的物理学分支。在这个水平，颗粒以奇怪的方式表现，同时呈现多于一个状态，并且与非常远的其他颗粒相互作用。量子计算利用这些量子现象来处理信息。

我们今天使用的计算机被称为经典计算机(在此也被称为“常规”计算机或常规节点、或“CN”)。在所谓的冯·诺依曼架构中，传统计算机使用利用半导体材料和技术制造的传统处理器、半导体存储器、以及磁性或固态存储装置。具体地，传统计算机中的处理器是二进制处理器，即，对在1和0中表示的二进制数据进行操作。

量子处理器(q-处理器)使用纠缠的量子位器件(在此简称为“量子位”、多个“量子位”)的奇数性质来执行计算任务。在量子力学运行的具体领域中，物质颗粒能以多种状态存在，如“开”状态、“关”状态以及同时“开”和“关”状态。在使用半导体处理器的二进制计算被限制为仅使用开和关状态(在二进制代码中相当于1和0)的情况下，量子处理器利用这些物质的量子状态来输出在数据计算中可用的信号。

传统计算机以位对信息进行编码。每个位可以取1或0的值。这些1和0用作最终驱动计算机功能的开/关开关。另一方面，量子计算机是基于量子位的，这些量子位根据量子物理学的两个关键原理：叠加和纠缠来操作。重叠意味着每个量子位可以同时表示1和0两者。纠缠意味着叠加中的量子位能够以非经典的方式彼此相关；即，一个量子位(无论是1还是0或者两者)的状态可以取决于另一个量子位的状态，并且当两个量子位纠缠时比当单独对它们进行处理时可以确定关于这两个量子位的更多信息。

使用这两个原理，量子位作为更复杂的信息处理器运行，使量子计算机能够以某种方式运行，从而解决使用传统计算机难以解决的难题。IBM已经成功地构建并且证明了量子处理器的可操作性(IBM是国际商业机器公司在美国和其他国家的注册商标。)

超导量子位可以包括约瑟夫逊结。约瑟夫逊结是通过用非超导材料将两个薄膜超导金属层分离而形成的。当使超导层中的金属变得超导时，例如通过将金属的温度降低到特定的低温温度，电子对可以从一个超导层穿过非超导层隧穿到另一个超导层。在超导量子位中，该约瑟夫逊结(它具有电感)与形成非线性共振器的一个或多个电容性器件并联地电耦接。

在超导状态下，该材料首先对电流的通过没有阻力。当电阻下降到零时，电流可在材料内部循环而不耗散任何能量。其次，该材料表现出迈斯纳效应，即只要它们足够弱，外部磁场不会穿透超导体，而是保留在其表面。当这种材料不再展现这些特性中的一个或两个时，这种材料被称为不再是超导的。

超导材料的临界温度是材料开始展现超导特性的温度。超导材料对电流的流动呈现出非常低的或零电阻率。临界场是对于给定温度的最高磁场，在该温度下材料保持超导。