磁屏蔽结构、稀释制冷机及量子计算机的制作方法

本技术涉及量子计算机，特别是涉及磁屏蔽结构、稀释制冷机及量子计算机。

背景技术：

1、半导体门控量子点由于具有较好的集成性和扩展性，并且与工业界已经发展比较成熟的传统半导体制造工艺相兼容，因而成为目前量子计算的主要研究体系之一。半导体量子比特作为半导体门控量子点的一种，当前，其大规模长程耦合扩展的主流方式是采用微波谐振腔耦合的方案，利用半导体量子比特与腔微波光子强耦合信息的转换实现比特信息的读取。进一步地，通过腔微波光子与不同分布位置的半导体量子比特的耦合，间接地实现不同比特之间的耦合。微波谐振腔作为非常稳定和灵活的量子互联总线，发挥着极佳的集成化长程扩展优势。

2、通常，利用微波谐振腔耦合读取方式进行长程扩展的半导体量子芯片，需要在极低温下将读取信号进行有效放大，以最大限度地降低更高温区带来的热噪声以及线路和器件自身的噪声影响。impa参量放大器的工作频段在6-8ghz内(微波谐振腔工作频段一般在5～10ghz)，其工作频率中心可调，典型增益＞20db，且具有典型>400mhz的增益带宽，而噪声温度仅为150mk左右，达到半个光子的标准量子极限水平。该系列参量放大器特别适合用于腔耦合读取半导体量子比特的微弱信号放大。

3、半导体量子计算中，位于磁场中单个电子的自旋态是一个典型的二能级系统，不同的自旋态之间在磁场下发生塞曼劈裂。因而，半导体自旋量子比特的实现，要求量子芯片工作环境需要在一定的外磁场环境下。然而impa是典型的约瑟夫森参量放大器，impa是由约瑟夫森参量放大器(jpa)电路中的非线性振荡器(超导量子干涉器件(squid)环路)，以及波长阻抗变换器所组成。超导量子干涉器件(squid)环路对磁场非常敏感，无法在外磁场下正常工作。impa不耐磁场的特性，极大地限制了其在半导体量子领域，以及其它有磁场的工作环境下的应用。

4、需要说明的是，公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：提供一种磁屏蔽结构、稀释制冷机及量子计算机，避免了外部磁场对参量放大器的影响，使其可以在外磁场下正常工作。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、本实用新型第一方面提供一种磁屏蔽结构，包括一端开口的罩体、盖板和挂板；

4、其中，所述盖板盖设于所述罩体的开口端；所述挂板位于所述罩体的内部，参量放大器安装于所述挂板上；

5、所述罩体上开设有通孔，所述通孔用于实现所述参量放大器与所述罩体外部器件之间的电性连接。

6、如上所述的磁屏蔽结构，进一步地，所述罩体为圆柱形。

7、如上所述的磁屏蔽结构，进一步地，所述通孔与所述参量放大器之间的最小距离与所述通孔直径的比值大于5。

8、如上所述的磁屏蔽结构，进一步地，当所述罩体为一端开口的圆柱形时，所述罩体长度与开口直径的比值大于等于4；所述参量放大器与开口端的最小距离大于开口直径。

9、如上所述的磁屏蔽结构，进一步地，所述罩体和所述盖板的材质为坡莫合金。

10、如上所述的磁屏蔽结构，进一步地，所述挂板可拆卸式安装于所述盖板上。

11、如上所述的磁屏蔽结构，进一步地，所述罩体的开口端向外延伸形成耳板，所述耳板可拆卸式安装于所述盖板上。

12、如上所述的磁屏蔽结构，进一步地，所述盖板靠近所述罩体的一面设有凸台，与所述罩体开口端卡设于所述凸台上。

13、本实用新型第二方面提供一种稀释制冷机，包括冷盘和上述磁屏蔽结构，所述磁屏蔽结构的所述盖板可拆卸式安装于所述冷盘上。

14、本实用新型第三方面提供一种量子计算机，包括上述稀释制冷机。

15、本实用新型的有益效果在于：

16、本申请的磁屏蔽结构，通过将参量放大器安装于罩体内部的挂板上，使得参量放大器位于罩体内部，然后将盖板盖设于罩体的开口端，使得参量放大器处于相对密封的磁屏蔽结构内，避免了外部磁场的干扰，通过设置通孔，实现参量放大器与罩体外部器件之间的电性连接；进而使得参量放大器(例如impa)能够在量子芯片测试所需的外磁场下正常工作，同时，磁屏蔽结构不会引入热噪声，或者信号扰动。

17、本实用新型提供的稀释制冷机及量子计算机包括上述的磁屏蔽结构，因此具有相同的有益效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种磁屏蔽结构，其特征在于：包括一端开口的罩体、盖板和挂板；

2.根据权利要求1所述的磁屏蔽结构，其特征在于：所述罩体为圆柱形。

3.根据权利要求1所述的磁屏蔽结构，其特征在于：所述通孔与所述参量放大器之间的最小距离与所述通孔直径的比值大于5。

4.根据权利要求1所述的磁屏蔽结构，其特征在于：当所述罩体为一端开口的圆柱形时，所述罩体长度与开口直径的比值大于等于4；所述参量放大器与开口端的最小距离大于开口直径。

5.根据权利要求1所述的磁屏蔽结构，其特征在于：所述罩体和所述盖板的材质为坡莫合金。

6.根据权利要求1所述的磁屏蔽结构，其特征在于：所述挂板可拆卸式安装于所述盖板上。

7.根据权利要求1所述的磁屏蔽结构，其特征在于：所述罩体的开口端向外延伸形成耳板，所述耳板可拆卸式安装于所述盖板上。

8.根据权利要求7所述的磁屏蔽结构，其特征在于：所述盖板靠近所述罩体的一面设有凸台，与所述罩体开口端卡设于所述凸台。

9.一种稀释制冷机，其特征在于，包括冷盘和如权利要求1-8任意一项所述的磁屏蔽结构，所述磁屏蔽结构的所述盖板可拆卸式安装于所述冷盘上。

10.一种量子计算机，其特征在于，包括如权利要求9所述的稀释制冷机。

技术总结
本技术公开了磁屏蔽结构、稀释制冷机及量子计算机，其中，磁屏蔽结构，包括一端开口的罩体、盖板和挂板；盖板盖设于罩体的开口端；挂板位于罩体的内部，参量放大器安装于挂板上；罩体上开设有通孔，通孔用于实现参量放大器与罩体外部器件之间的电性连接。通过将参量放大器安装于罩体内部的挂板上，使得参量放大器位于罩体内部，然后将盖板盖设于罩体的开口端，使得参量放大器处于相对密封的磁屏蔽结构内，避免了外部磁场的干扰，通过设置通孔，实现参量放大器与罩体外部器件之间的电性连接，使得参量放大器能够在量子芯片测试所需的外磁场下正常工作。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,孔伟成
受保护的技术使用者：本源量子计算科技（合肥）股份有限公司
技术研发日：20230531
技术公布日：2024/1/15