【嘉勤点评】本源量子的量子芯片专利，通过将量子比特模块和量子总线分别设置在两个不同的平面，再进行耦合连接，实现了多量子比特的布线并且不会产生交叉干扰。
集微网消息，随着半导体行业“缺芯”问题愈演愈烈，作为全球最大芯片进口国的我们严重受制于国外厂商。但在未来的量子计算时代，情况将大不相同。本源量子对标国际巨头，实现从量子芯片设计到封装测试全链条开发，量子芯片产线即将落地。
量子芯片上通常集成了若干量子比特以及对量子比特进行操作的测控线路，每个量子比特利用其十字型的电容结构分别与不同的测控线路耦合实现信号传输以及相互作用，目前构建包含一至两个qubit的量子芯片是较容易做到的。但是在量子计算机中，所使用到的qubit数目可能是数百个，数万个，甚至数亿个。同时把这么多个qubit加工在同一块量子芯片上时，无论是采用一维链路还是二维阵列进行配置，分别与每个量子比特进行耦合的测控线路或多或少都会在平面上产生交叉互相干扰，其设计难度不言而喻。
为此，本源量子于2019年11月12日申请了一项名为“一种量子芯片结构及制备方法”的发明专利（申请号: 201911101690.9），申请人为合肥本源量子计算科技有限责任公司。
图1 量子芯片结构示意图
图1为本发明提出的量子芯片结构示意图。其中第一平面100中包括第一组接触件110，第二平面200中包括第二组接触件210，多个连接件300保持第一平面和第二平面相对，使第一组接触件和第二组接触件也相对，每个连接件具有与第一组接触件连接的第一端部310以及与第二组接触件连接的第二端部320。量子比特模块400中包括多个量子比特410，配置在第一平面或第二平面上，每个量子比特具有第一耦合端411和第二耦合端412。量子总线500与量子比特模块位于不同的平面上，经由连接件耦合至量子比特的第一耦合端。读取总线600同样配置在第一平面或第二平面上，耦合至量子比特的第二耦合端。
其中量子总线包括各种互联布线，与量子比特耦合连接，并提供各种控制信号。读取总线至少包括谐振器610和读取信号总线620，谐振器610与量子比特中的信号产生交互，读取信号总线620能够输入读取信号并根据谐振器610中的作用输出读取信号。
通过将量子比特模块和量子总线分别设置在两个不同的平面，再将它们通过连接件在沿着第一平面和第二平面的相对方向耦合连接，由于分别位于不同的板层，因此在布线设置时，量子比特模块可以在同一板层中进行二维阵列，使得在满足给量子比特模块提供稳定的控制信号、读取信号以及保证量子比特近邻耦合的前提下，量子比特模块和量子总线的接线、量子比特模块和读取总线之间通过设计可以实现不交叉，从而减弱由于布线带来的信号干扰问题，为之后在量子芯片上增加量子比特数目提供基础。
简而言之，本源量子的量子芯片专利，通过将量子比特模块和量子总线分别设置在两个不同的平面，再进行耦合连接，实现了多量子比特的布线并且不会产生交叉干扰。
本源量子是中国第一家研发、推广和应用量子计算机的创新公司，专注量子计算领域开发，研制各类量子芯片、量子测控、量子软件产品，带着打造中国先进的量子计算行业生态圈的宗旨，让量子计算走出实验室，真正为人类服务。
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（校对/holly）
