确定超导量子芯片中滤波器的方法、装置及相关设备与流程

    专利2025-08-04  18


    本公开涉及量子芯片,尤其涉及超导量子芯片、超导量子芯片版图设计、滤波器设计等。


    背景技术:

    1、在超导量子芯片中,为了测量量子比特的状态,设计了读取腔与量子比特耦合。当量子比特从高能级跃向低能级,由于量子比特与读取腔之间的耦合,会使得跃迁光子有一定的几率进入读取腔,从而使读取腔处于激发态。此外,由于读取腔直接与外界损耗(激励)耦合,处于激发态的读取腔也有一定的几率跃迁至基态,从而将量子比特的能量泄露出去。这样的一个过程称为purcell(珀塞尔)效应,该效应会影响超导量子芯片的性能。因此,抑制purcell效应是一个急需解决的问题。


    技术实现思路

    1、本公开提供了一种确定超导量子芯片中滤波器的方法、装置及相关设备。

    2、根据本公开的一方面,提供了一种确定超导量子芯片中滤波器的方法,包括:

    3、基于超导量子芯片中量子比特的工作频率范围,确定超导量子芯片中读取模块的两组滤波器的频率参数;读取模块包括读取腔和读取线,读取腔与量子比特耦合,读取模块基于读取腔和读取线获取量子比特的信息,其中,每组滤波器中包括两个带阻滤波器,以使每组滤波器构建为错频滤波器;两组滤波器集成在读取线上;两组滤波器之间的读取线与读取腔耦合,以使得两组滤波器分布在读取腔的两侧;

    4、基于两组滤波器的频率参数,以及量子比特的工作频率范围,确定两组滤波器的版图结构参数;版图结构参数包括两组滤波器之间的间距、同一组滤波器内各带阻滤波器的长度,以及同一组滤波器内不同带阻滤波器之间的间距。

    5、根据本公开的另一方面,提供了一种确定超导量子芯片中滤波器的装置,包括:

    6、第一确定模块,用于基于超导量子芯片中量子比特的工作频率范围,确定超导量子芯片中读取模块的两组滤波器的频率参数;读取模块包括读取腔和读取线,读取腔与量子比特耦合,读取模块基于读取腔和读取线获取量子比特的信息,其中,每组滤波器中包括两个带阻滤波器,以使每组滤波器构建为错频滤波器;两组滤波器集成在读取线上;两组滤波器之间的读取线与读取腔耦合,以使得两组滤波器分布在读取腔的两侧;

    7、第二确定模块,用于基于两组滤波器的频率参数,以及量子比特的工作频率范围,确定两组滤波器的版图结构参数;版图结构参数包括两组滤波器之间的间距、同一组滤波器内各带阻滤波器的长度,以及同一组滤波器内不同带阻滤波器之间的间距。

    8、根据本公开的另一方面,提供了一种超导量子芯片,包括如前文所阐述的两组带阻滤波器。

    9、根据本公开的另一方面,提供了一种电子设备,包括:

    10、至少一个处理器;以及

    11、与该至少一个处理器通信连接的存储器;其中,

    12、该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令,该指令被该至少一个处理器执行,以使该至少一个处理器能够执行本公开中任一实施例的方法。

    13、根据本公开的另一方面,提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其中,该计算机指令用于使该计算机执行根据本公开中任一实施例的方法。

    14、根据本公开的另一方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序在被处理器执行时实现根据本公开中任一实施例的方法。

    15、本公开实施例中,提出了一种程序化的设计方案,能够简便快速的设计出符合滤波要求的集成式带阻滤波器,能够提高可调量子比特的退相干时间,对确定超导量子芯片中滤波器的具有一定的指导意义。

    16、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。



    技术特征:

    1.一种确定超导量子芯片中滤波器的方法,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述两组滤波器中每组滤波器分别包括第一带阻滤波器和第二带阻滤波器,且在所述读取线上所述两组滤波器呈左右镜像对称分布。

    3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述基于超导量子芯片中量子比特的工作频率范围,确定所述超导量子芯片中读取模块的两组滤波器的频率参数,包括:

    4.根据权利要求2或3所述的方法,其中,确定所述同一组滤波器内各带阻滤波器的长度,包括:

    5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法,其中,确定所述同一组滤波器内不同带阻滤波器之间的间距,包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述基于所述第一二分之一波长谐振腔的中心频率以及共面波导理论,确定所述同一组滤波器内所述第一带阻滤波器和所述第二带阻滤波器之间的读取线长度,包括:

    7.根据权利要求2-6中的任一项所述的方法,其中,确定所述两组滤波器之间的间距,包括:

    8.根据权利要求2-6中的任一项所述的方法,其中,确定所述两组滤波器之间的间距,包括:

    9.根据权利要求2-8中任一项所述的方法,还包括:

    10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述基于所述杂频的频率调整所述两组滤波器的版图结构参数,包括:

    11.根据权利要求9或10所述的方法,其中,所述基于所述杂频的频率调整所述两组滤波器的版图结构参数,包括:

    12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法,还包括:

    13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法,还包括:

    14.根据权利要求13所述的方法,还包括:

    15.一种超导量子芯片,包括如权利要求1-14中任一所述两组带阻滤波器。

    16.一种确定超导量子芯片中滤波器的装置,包括:

    17.根据权利要求16所述的装置,其中,所述两组滤波器中每组滤波器分别包括第一带阻滤波器和第二带阻滤波器,且在所述读取线上所述两组滤波器呈左右镜像对称分布。

    18.根据权利要求17所述的装置,其中,所述第一确定模块,包括:

    19.根据权利要求17或18所述的装置,所述第二确定模块包括:

    20.根据权利要求17-19中任一项所述的装置,所述第二确定模块还包括:

    21.根据权利要求20所述的装置,其中,所述第三确定子模块,具体用于:

    22.根据权利要求17-21中的任一项所述的装置,所述第二确定模块还包括:

    23.根据权利要求17-21中的任一项所述的装置,其中,所述第二确定模块还包括:

    24.根据权利要求17-23中任一项所述的装置,还包括:

    25.根据权利要求24所述的装置,其中,所述第一调整模块,包括:

    26.根据权利要求24或25所述的装置,其中,所述第一调整模块,包括:

    27.根据权利要求24-26中任一项所述的装置,还包括:

    28.根据权利要求24-27中任一项所述的装置,还包括:

    29.根据权利要求28所述的装置,还包括:

    30.一种超导量子芯片,包括如权利要求16-29中任一所述两组带阻滤波器。

    31.一种电子设备,包括:

    32.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其中,所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-14中任一项所述的方法。

    33.一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-14中任一项所述的方法。


    技术总结
    本公开提供了一种确定超导量子芯片中滤波器的方法、装置及相关设备,涉及量子芯片技术领域,尤其涉及超导量子芯片、超导量子芯片版图设计、滤波器设计等技术领域。具体实现方案为:基于超导量子芯片中量子比特的工作频率范围,确定超导量子芯片中读取模块的两组滤波器的频率参数;基于两组滤波器的频率参数,以及量子比特的工作频率范围,确定两组滤波器的版图结构参数。本公开实施例中,提出了一种程序化的设计方案,能够简便快速的设计出符合滤波要求的集成式带阻滤波器,能够提高可调量子比特的退相干时间,对超导量子芯片中滤波器的设计具有一定的指导意义。

    技术研发人员:魏远邦,王宇轩,晋力京
    受保护的技术使用者:北京百度网讯科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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