1.一种超导集成电路,包括:
第一超导量子位,所述第一超导量子位包括第一材料回路,
第二超导量子位,所述第二超导量子位包括第二材料回路,所述第一材料回路和所述第二材料回路中的每一个在低于对应的临界温度的温度范围内超导;以及
超导耦合器,所述超导耦合器包括:
复合约瑟夫逊结,所述复合约瑟夫逊结以电流方式通信地耦合至所述第一材料回路和所述第二材料回路中的每一个;
第一约瑟夫逊电感,所述第一约瑟夫逊电感包括中断所述第一材料回路的第一约瑟夫逊结;以及
第二约瑟夫逊电感,所述第二约瑟夫逊电感包括中断所述第二材料回路的第二约瑟夫逊结,其中,所述第一超导量子位至少部分地经由所述第一约瑟夫逊电感和所述第二约瑟夫逊电感通信地耦合至所述第二超导量子位。
2.一种量子处理器,包括:
第一量子位;
第二量子位;以及
耦合器,所述耦合器以电流方式耦合至所述第一量子位和所述第二量子位,其中,所述耦合器能够操作用于以电感方式通信地耦合所述第一量子位和所述第二量子位。
3.如权利要求2所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位是超导通量量子位,并且所述耦合器是超导耦合器。
4.如权利要求3所述的量子处理器,其中,所述超导耦合器包括:
复合约瑟夫逊结,所述复合约瑟夫逊结以电流方式耦合至第一超导量子位和第二超导量子位;以及
材料回路,所述材料回路在低于临界温度的温度范围内超导,所述回路包括:
第一约瑟夫逊电感,所述第一约瑟夫逊电感包括第一约瑟夫逊结;以及
第二约瑟夫逊电感,所述第二约瑟夫逊电感包括第二约瑟夫逊结,其中,所述第一超导量子位至少部分地经由所述第一约瑟夫逊电感和所述第二约瑟夫逊电感通信地耦合至所述第二超导量子位。
5.一种量子计算机,包括:
第一谐振电路,所述第一谐振电路包括第一电感;
第一量子位,所述第一量子位以静电方式通信地耦合至所述第一谐振电路;
第二谐振电路,所述第二谐振电路包括第二电感;以及
第二量子位,所述第二量子位以静电方式通信地耦合至所述第二谐振电路,其中,所述第一谐振电路和所述第二谐振电路经由所述第一电感与所述第二电感之间的互感以电感方式通信地耦合。
6.如权利要求5所述的量子计算机,其中,所述第一谐振电路是包括所述第一电感和第一电容的第一lc电路,并且所述第二谐振电路是包括所述第二电感和第二电容的第二lc电路。
7.如权利要求5所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自是对应的超导通量量子位。
8.如权利要求7所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自是对应的射频超导量子干涉设备(rf-squid)。
9.如权利要求5所述的量子处理器,其中:
所述第一量子位包括在低于临界温度的温度范围内超导的第一材料回路,所述第一材料回路被第一约瑟夫逊结中断,第一回路包括与所述第一约瑟夫逊结串联的第一量子位电感和与所述第一约瑟夫逊结并联的第一量子位电容;以及
所述第二量子位包括在所述温度范围内超导的第二材料回路,所述第二材料回路被第二约瑟夫逊结中断,第二回路包括与所述第二约瑟夫逊结串联的第二量子位电感和与所述第二约瑟夫逊结并联的第二量子位电容。
10.一种量子处理器,包括:
第一lc电路;
第一量子位,所述第一量子位经由第一电容通信地耦合至所述第一lc电路;
第二lc电路;以及
第二量子位,所述第二量子位经由第二电容通信地耦合至所述第二lc电路,所述第二lc电路经由互感通信地耦合至所述第一lc电路,其中,所述第一量子位以电容方式耦合至所述第二量子位。
11.如权利要求10所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自是对应的超导量子位。
12.如权利要求11所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自是对应的超导通量量子位。
13.如权利要求12所述的量子处理器,其中,所述第一量子位通过yy耦合以电容方式通信地耦合至所述第二量子位。
14.如权利要求10所述的量子处理器,进一步包括接口,所述接口能够操作用于调谐所述第一量子位与所述第二量子位之间的耦合强度的符号和大小中的至少一个。
15.一种量子处理器,包括:
第一lc电路;
第一量子位,所述第一量子位经由第一电容通信地耦合至所述第一lc电路;
第二lc电路;以及
第二量子位,所述第二量子位经由第二电容通信地耦合至所述第二lc电路,其中,所述第二lc电路经由第一互感以电感方式通信地耦合至所述第一量子位,并且所述第一lc电路经由第二互感以电感方式通信地耦合至所述第二量子位。
16.如权利要求15所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自是对应的超导量子位。
17.如权利要求16所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自是对应的超导通量量子位。
18.如权利要求17所述的量子处理器,其中,所述第一量子位通过yz耦合通信地耦合至所述第二量子位。
19.如权利要求15所述的量子处理器,进一步包括接口,所述接口能够操作用于调谐所述第一量子位与所述第二量子位之间的耦合强度的符号和大小中的至少一个。
20.一种量子处理器,包括:
公共谐振器;
第一lc电路;
第二lc电路;
第一量子位,所述第一量子位经由第一电容通信地耦合至所述第一lc电路,所述第一lc电路经由第一互感以电感方式通信地耦合至所述公共谐振器;以及
第二量子位,所述第二量子位经由第二电容通信地耦合至所述第二lc电路,所述第二lc电路经由第二互感以电感方式通信地耦合至所述公共谐振器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自经由所述公共谐振器彼此通信地耦合。
21.如权利要求20所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自是对应的超导量子位。
22.如权利要求21所述的量子处理器,其中,所述第一量子位和所述第二量子位各自是对应的超导通量量子位。
23.如权利要求22所述的量子处理器,其中,所述第一量子位以电容方式通信地耦合至所述第二量子位。
24.如权利要求20所述的量子处理器,进一步包括接口,所述接口能够操作用于调谐所述第一量子位与所述第二量子位之间的耦合强度的符号和大小中的至少一个。
25.如权利要求20所述的量子处理器,进一步包括:
第三lc电路;
第三量子位,所述第三量子位经由第三电容通信地耦合至所述第三lc电路,所述第三lc电路经由第三互感以电感方式通信地耦合至所述公共谐振器。
26.如权利要求25所述的量子处理器,其中,所述第一量子位、所述第二量子位、和所述第三量子位各自是对应的超导量子位。
27.如权利要求26所述的量子处理器,其中,所述第一量子位、所述第二量子位、和所述第三量子位各自是对应的超导通量量子位。
28.如权利要求27所述的量子处理器,其中,所述第一量子位以电容方式通信地耦合至所述第二量子位,所述第二量子位以电容方式通信地耦合至所述第三量子位,并且所述第三量子位以电容方式通信地耦合至所述第一量子位。
29.如权利要求25所述的量子处理器,进一步包括:
第一接口,所述第一接口能够操作用于调谐所述第一量子位与所述第二量子位之间的耦合强度的符号和大小中的至少一个;
第二接口,所述第二接口能够操作用于调谐所述第二量子位与所述第三量子位之间的耦合强度的符号和大小中的至少一个;以及
第三接口,所述第三接口能够操作用于调谐所述第三量子位与所述第一量子位之间的耦合强度的符号和大小中的至少一个。
30.一种电路,包括:
第一设备,所述第一设备包括:
第一回路,所述第一回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一回路被第一约瑟夫逊结中断;以及
第一设备电感,所述第一设备电感与所述第一约瑟夫逊结串联;
第二设备,所述第二设备包括:
第二回路,所述第二回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第二回路被第二约瑟夫逊结中断;以及
第二设备电感,所述第二设备电感与所述第二约瑟夫逊结串联;以及
耦合设备,所述耦合设备包括第三回路,所述第三回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第三回路被第三约瑟夫逊结中断,所述第三回路包括多个耦合电感,每个耦合电感与所述第三约瑟夫逊结串联,所述第三回路的一部分与所述第一回路的一部分共享以形成第一公共区段,其中,所述第二设备通过以下各项通信地耦合至所述第一设备:
所述第一设备电感到所述多个耦合电感中的第一耦合电感的电感耦合;
所述第二设备电感到所述多个耦合电感中的第二耦合电感的电感耦合;以及
由所述第一公共区段产生的电流耦合。
31.如权利要求30所述的电路,其中,所述第一设备和所述第二设备中的至少一个进一步包括第三设备电感,所述第二设备通过以下各项通信地耦合至所述第一设备:
所述第三设备电感到所述多个耦合电感中的第三耦合电感的电感耦合。
32.如权利要求30所述的电路,其中,所述第三回路进一步包括第二公共区段,所述第二公共区段是与所述第二回路共有的,所述第二设备通过耦合通信地耦合至所述第一设备,所述耦合进一步包括由所述第二公共区段产生的电流耦合。
33.如权利要求32所述的电路,其中,所述第一设备和所述第二设备中的至少一个进一步包括第三设备电感,所述第二设备通过以下各项通信地耦合至所述第一设备:
所述第三设备电感到所述多个耦合电感中的第三耦合电感的电感耦合。
34.如权利要求30至33中任一项所述的电路,其中,所述电路是集成电路。
35.如权利要求30至33中任一项所述的电路,其中,所述第一设备是第一量子位,并且所述第二设备是第二量子位。
36.如权利要求30至33中任一项所述的电路,其中,所述第一设备是超导通量量子位,并且所述第二设备是超导通量量子位。
37.如权利要求30至33中任一项所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结、所述第二约瑟夫逊结和所述第三约瑟夫逊结中的至少一个是复合约瑟夫逊结。
38.如权利要求30至33中任一项所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结和所述第二约瑟夫逊结中的至少一个是复合-复合约瑟夫逊结。
39.如权利要求30至33中任一项所述的电路,其中,所述第一设备电感、所述第二设备电感和所述多个耦合电感中的至少一个包括多个电感区段。
40.一种电路,包括:
第一设备,所述第一设备包括第一回路,所述第一回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一回路被第一约瑟夫逊结中断;
第二设备,所述第二设备包括第二回路,所述第二回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第二回路被第二约瑟夫逊结中断;以及
耦合设备,所述耦合设备包括第三回路,所述第三回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第三回路包括有序序列的区段,所述有序序列依次包括:
与所述第一回路的区段共有的第一区段;
被第三约瑟夫逊结中断的第二区段;
与所述第二回路的区段共有的第三区段;以及
被第四约瑟夫逊结中断的第四区段,
其中,所述第二设备通过由所述第一区段和所述第二区段产生的电流耦合通信地耦合至所述第一设备。
41.如权利要求40所述的电路,其中,所述第三约瑟夫逊结和所述第四约瑟夫逊结中的至少一个能够操作为l调谐器。
42.如权利要求40和41中任一项所述的电路,其中,所述电路是集成电路。
43.如权利要求40和41中任一项所述的电路,其中,所述第一设备是第一量子位,并且所述第二设备是第二量子位。
44.如权利要求40和41中任一项所述的电路,其中,所述第一设备是超导通量量子位,并且所述第二设备是超导通量量子位。
45.如权利要求40和41中任一项所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结、所述第二约瑟夫逊结、所述第三约瑟夫逊结和所述第四约瑟夫逊结中的至少一个是复合约瑟夫逊结。
46.如权利要求40和41中任一项所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结和所述第二约瑟夫逊结中的至少一个是复合-复合约瑟夫逊结。
47.如权利要求40和41中任一项所述的电路,其中,所述第一设备电感、所述第二设备电感、第一耦合电感和第二耦合电感中的至少一个包括多个电感区段。
48.一种电路,包括:
第一设备,所述第一设备包括第一设备回路,所述第一设备回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一设备回路被第一约瑟夫逊结中断,所述第一设备回路包括第一设备电感;
第二设备,所述第二设备包括第二设备回路,所述第二设备回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第二设备回路被第二约瑟夫逊结中断,所述第二设备回路包括第二设备电感;以及
耦合设备,所述耦合设备包括:
第一耦合回路,所述第一耦合回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一耦合回路被第三约瑟夫逊结中断,所述第一耦合回路包括:
第一耦合电感;以及
与所述第二设备回路的区段共有的第一区段;
第二耦合回路包括:
第二耦合电感;以及
与所述第一设备回路的区段共有的第二区段,其中,所述第一耦合回路通过所述第一耦合电感和所述第一设备电感以电感方式通信地耦合至所述第一设备,所述第二耦合回路通过所述第二耦合电感和所述第二设备电感以电感方式通信地耦合至所述第二设备,所述第一耦合回路通过所述第一区段以电流方式通信地耦合至所述第二设备,并且所述第二耦合回路通过所述第二区段以电流方式通信地耦合至所述第一设备。
49.如权利要求48所述的电路,其中,所述电路是集成电路。
50.如权利要求48所述的电路,其中,所述第一设备是量子位,并且所述第二设备是量子位。
51.如权利要求48所述的电路,其中,所述第一设备是超导通量量子位,并且所述第二设备是超导通量量子位。
52.如权利要求48所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结、所述第二约瑟夫逊结和所述第三约瑟夫逊结中的至少一个是复合约瑟夫逊结。
53.如权利要求48所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结和所述第二约瑟夫逊结中的至少一个是复合-复合约瑟夫逊结。
54.如权利要求48所述的电路,其中,所述第一设备电感、所述第二设备电感、所述第一耦合电感和所述第二耦合电感中的至少一个包括多个电感区段。
55.一种电路,包括:
第一设备,所述第一设备包括第一设备回路,所述第一设备回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一设备回路被第一约瑟夫逊结中断,所述第一设备回路包括第一设备电感;
第二设备,所述第二设备包括第二设备回路,所述第二设备回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第二设备回路被第二约瑟夫逊结中断,所述第二设备回路包括第二设备电感;以及
耦合设备,所述耦合设备包括:
第一耦合回路,所述第一耦合回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一耦合回路包括有序序列的区段,所述有序序列依次包括:
包括第一耦合电感的第一区段;
被第三约瑟夫逊结中断的第二区段;
包括第二耦合电感的第三区段;以及
被第四约瑟夫逊结中断的第四区段,
其中,所述第二设备通过由所述第一耦合电感和所述第二耦合电感产生的电感耦合通信地耦合至所述第一设备。
56.如权利要求55所述的电路,其中,所述电路是集成电路。
57.如权利要求55所述的电路,其中,所述第一设备是量子位,并且所述第二设备是量子位。
58.如权利要求55所述的电路,其中,所述第一设备是超导通量量子位,并且所述第二设备是超导通量量子位。
59.如权利要求55所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结、所述第二约瑟夫逊结和所述第三约瑟夫逊结中的至少一个是复合约瑟夫逊结。
60.如权利要求55所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结和所述第二约瑟夫逊结中的至少一个是复合-复合约瑟夫逊结。
61.如权利要求55所述的电路,其中,所述第一设备电感、所述第二设备电感、所述第一耦合电感和所述第二耦合电感中的至少一个包括多个电感区段。
62.一种电路,包括:
第一设备,所述第一设备包括第一设备回路,所述第一设备回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一设备回路被第一约瑟夫逊结中断,所述第一设备回路包括第一设备电感;
第二设备,所述第二设备包括第二设备回路,所述第二设备回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第二设备回路被第二约瑟夫逊结中断,所述第二设备回路包括第二设备电感;
耦合设备,所述耦合设备包括第一耦合回路,所述第一耦合回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一耦合回路被第三约瑟夫逊结中断,所述第一耦合回路包括第一耦合设备电感、第二耦合设备电感和第三耦合设备电感;以及
第一接口,所述第一接口包括第一接口电感和第一电流源,所述第一接口能够操作用于通过所述第一接口电感到所述第一耦合电感的通信耦合向所述第一耦合回路提供通量偏置,其中,所述第一设备通过所述第一设备电感到所述第二耦合设备电感的通信耦合以及所述第二设备电感到所述第三耦合设备电感的通信耦合通信地耦合至所述第二设备。
63.如权利要求62所述的电路,其中,所述第一设备和所述第二设备是超导通量量子位。
64.如权利要求62所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结和所述第二约瑟夫逊结是复合约瑟夫逊结和复合-复合约瑟夫逊结之一。
65.如权利要求62所述的电路,其中,所述第三约瑟夫逊结是复合约瑟夫逊结和复合-复合约瑟夫逊结之一。
66.如权利要求62至65中任一项所述的电路,进一步包括:
第二接口,所述第二接口包括第二接口电感和第二电流源,所述第一设备回路包括第三设备电感,所述第二接口能够操作用于通过所述第二接口电感到所述第三设备电感的通信耦合向所述第一设备回路提供通量偏置;以及
第三接口,所述第三接口包括第三接口电感和第三电流源,所述第二设备回路包括第四设备电感,所述第三接口能够操作用于通过所述第三接口电感到所述第四设备电感的通信耦合向所述第二设备回路提供通量偏置。
67.一种包括叠层的超导集成电路,所述叠层包括:
上层,所述上层包括第一绕组,所述第一绕组包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一绕组包括第一电感;
下层,所述下层在所述叠层中低于所述上层,所述下层包括第二绕组,所述第二绕组包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第二绕组包括第二电感;以及
中间层,所述中间层位于所述叠层中的所述上层与所述下层之间,所述中间层包括第一设备回路,第一回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一设备回路包括第三电感和第四电感,其中,所述第一绕组通过所述第一电感和所述第三电感以电感方式耦合至所述设备回路,并且所述第二绕组通过所述第二电感和所述第四电感以电感方式耦合至所述第一设备回路。
68.如权利要求67所述的超导集成电路,其中,所述第一设备回路是第一超导通量量子位的回路。
69.如权利要求67所述的超导集成电路,其中,所述第一绕组、所述第二绕组和所述设备回路中的至少一个包括铌。
70.如权利要求67所述的超导集成电路,其中,所述第一绕组通过竖直互连通路(通孔)超导地电耦合至所述第二绕组。
71.如权利要求67所述的超导集成电路,其中,所述第一绕组和所述第二绕组中的至少一个以电流方式通信地耦合至所述设备回路。
72.如权利要求67至71中任一项所述的超导集成电路,其中,所述第一绕组和所述第二绕组中的至少一个为以下至少一项:以电流方式通信地耦合至第二设备回路以及以电感方式通信地耦合至第二设备回路。
73.如权利要求72所述的超导集成电路,其中,所述第二设备回路是第二超导通量量子位的回路。
74.一种电路,包括:
第一设备,所述第一设备包括第一回路,所述第一回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第一回路被第一约瑟夫逊结中断,并且第一主体l调谐器与所述第一约瑟夫逊结串联,所述第一回路包括第一耦合l调谐器;
第二设备,所述第二设备包括第二回路,所述第二设备回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第二回路被第二约瑟夫逊结中断,并且第二主体设备l调谐器与所述第二约瑟夫逊结串联,所述第二回路包括第二耦合l调谐器;以及
耦合设备,所述耦合设备包括第三回路,所述第三回路包括在低于对应的临界温度的温度范围内超导的材料,所述第三回路被第一电容和第二电容以及所述第一耦合l调谐器和所述第二耦合l调谐器中断,其中,所述第一设备以至少部分地通过调节所述第一主体l调谐器和所述第二主体l调谐器以及所述第一耦合l调谐器和所述第二耦合l调谐器中的至少一个而确定的耦合强度以电容方式通信地耦合至所述第二设备。
75.如权利要求74所述的电路,其中,所述第一回路和所述第二回路中的至少一个包括铌。
76.如权利要求74所述的电路,其中,所述第一约瑟夫逊结和所述第二约瑟夫逊结中的至少一个是复合约瑟夫逊结和复合-复合约瑟夫逊结中的至少一个。
77.如权利要求74至77中任一项所述的电路,其中,所述第一主体l调谐器和所述第二主体l调谐器以及所述第一耦合l调谐器和所述第二耦合l调谐器中的至少一个是复合约瑟夫逊结和复合-复合约瑟夫逊结中的至少一个。
78.如权利要求77所述的电路,其中,所述耦合强度至少部分地通过向复合约瑟夫逊结和复合-复合约瑟夫逊结中的至少一个应用通量偏置来确定。
79.如权利要求78所述的电路,其中,所述耦合强度至少部分地通过使用以电感方式通信耦合的接口应用通量偏置来确定。