本文關(guān)鍵詞：總線制8量子比特超導(dǎo)量子計算芯片設(shè)計與仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了完成Shor算法這類量子計算,需要更多的量子比特參與,同時需要延長量子比特的退相干時間,實現(xiàn)對量子比特更精準的調(diào)控�；趯σ陨弦蟮木C合考慮,Xmon量子比特是一種目前最優(yōu)的選擇。設(shè)計了一個以Xmon為計算單元的總線制的8量子比特超導(dǎo)計算芯片,可以實現(xiàn)任意兩個量子比特之間的耦合操作。首先根據(jù)實驗基礎(chǔ)設(shè)計量子比特與共面波導(dǎo)諧振腔的工作頻率、量子比特的非諧性和諧振腔的品質(zhì)因子。用Matlab軟件仿真量子比特的能級,得到約瑟夫森能與電容充電能。其中約瑟夫森能的大小由約瑟夫森結(jié)的氧化時間長短控制,電容充電能則主要由Xmon的十字電容決定。由以上參數(shù)能夠計算出量子比特與諧振腔的耦合強度與耦合電容,諧振腔的物理長度可以根據(jù)耦合電容的物理尺寸進行調(diào)節(jié)。然后根據(jù)不同的襯底工藝使用不同線寬以滿足輸入阻抗匹配的要求。使用Ledit繪圖軟件將以上物理尺寸表現(xiàn)在版圖上。取出諧振腔的部分用HFSS軟件仿真并調(diào)節(jié)其頻率及品質(zhì)因子,達到設(shè)計要求。量子比特的工作頻率在測試時通過輸入電流來調(diào)控。通過繪圖與仿真,完成了一個可用于實驗室加工制造并測試的總線制超導(dǎo)量子計算芯片版圖。在此基礎(chǔ)上,還設(shè)計了一種可以降低管腳數(shù)量的控制復(fù)用方案,為最終實現(xiàn)量子計算打下了一定基礎(chǔ)。
【作者單位】： 清華大學(xué)清華信息科學(xué)技術(shù)國家實驗室;清華大學(xué)微電子與納電子學(xué)系;清華大學(xué)微電子學(xué)研究所;
【關(guān)鍵詞】： 超導(dǎo)量子計算芯片 量子比特 量子總線 共面波導(dǎo)諧振腔 版圖
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)資助項目(2011CBA00304) 浙江天景生公益基金會資助項目
【分類號】：O413;TP38
【正文快照】： 0引言經(jīng)典計算機用0和1表達處理信息,而量子計算機用態(tài)函數(shù)|φ〉=α|0〉+β|1〉來表征一個量子比特,其中|α|2+|β|2=1。因此,一個量子比特包含的信息量遠超一個經(jīng)典比特。一個n比特的經(jīng)典存儲器只能存儲2n個可能數(shù)據(jù)當中的一個,而一個n比特的量子存儲器可以同時存儲2n個數(shù)。

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本文編號：428549