本發(fā)明涉及一種量子計(jì)算機(jī)和控制信號(hào)傳輸技術(shù)，且特別是涉及一種用于量子比特的信號(hào)傳輸裝置及量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、量子計(jì)算機(jī)是利用量子比特(quantumbit；qubits)及其中的量子邏輯進(jìn)行通用運(yùn)算(general-purpose?computing)的裝置及相應(yīng)技術(shù)。量子計(jì)算機(jī)的概念是希望通過控制量子態(tài)，并以量測(cè)量子態(tài)的方式記錄及運(yùn)算信息。量子比特可同時(shí)表示0與1兩種位狀態(tài)，而不像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)裝置同時(shí)僅能記錄一種位信息。理論上，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度超越目前計(jì)算機(jī)裝置的計(jì)算速度。
2、目前已知的量子比特技術(shù)皆需在極低溫的環(huán)境才能正常運(yùn)作，而用來(lái)控制量子比特的設(shè)備通常僅能工作于常溫環(huán)境。需要透過傳輸線將控制信號(hào)透過溫控裝置的阻隔而從常溫環(huán)境傳遞給位于極低溫環(huán)境的量子比特。然而，傳輸線本身除了傳遞信號(hào)亦會(huì)傳遞熱能，傳遞信號(hào)的方式也會(huì)有耗損功率而發(fā)熱，讓熱隔絕的效益降低，導(dǎo)致量子比特中信號(hào)的錯(cuò)誤率上升。線路對(duì)于讀取信號(hào)造成的干擾也可能造成信號(hào)質(zhì)量下降。因此，如何在傳遞信號(hào)時(shí)減少將熱能一并傳遞進(jìn)極低溫環(huán)境，便是當(dāng)前量子比特暨量子計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究方向之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明是針對(duì)一種量子計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)傳輸裝置，利用近場(chǎng)耦合的方式與量子比特相互傳遞信號(hào)，減少熱傳導(dǎo)的路徑。
2、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于量子比特的信號(hào)傳輸裝置包括收發(fā)器電路、第一感應(yīng)電路板、隔熱殼層以及第二感應(yīng)電路板。第一感應(yīng)電路板耦接所述收發(fā)器電路。隔熱殼層用以區(qū)隔隔熱區(qū)域。第二感應(yīng)電路板耦接所述量子比特。所述第二感應(yīng)電路板及所述量子比特位于所述隔熱殼層的所述隔熱區(qū)域中。所述收發(fā)器電路位于所述隔熱殼層的所述隔熱區(qū)域之外。所述第一感應(yīng)電路板與所述第二感應(yīng)電路板相互感應(yīng)以發(fā)生能量變化，所述收發(fā)器電路透過所述第一感應(yīng)電路板及所述第二感應(yīng)電路板的相互感應(yīng)以與所述量子比特收發(fā)信號(hào)。
3、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、信號(hào)傳輸裝置以及量子比特。所述計(jì)算機(jī)透過所述信號(hào)傳輸裝置與所述量子比特收發(fā)信號(hào)。所述信號(hào)傳輸裝置包括收發(fā)器電路、第一感應(yīng)電路板、隔熱殼層以及第二感應(yīng)電路板。第一感應(yīng)電路板耦接所述收發(fā)器電路。隔熱殼層用以區(qū)隔隔熱區(qū)域。第二感應(yīng)電路板耦接所述量子比特。所述第二感應(yīng)電路板及所述量子比特位于所述隔熱殼層的所述隔熱區(qū)域中。所述收發(fā)器電路位于所述隔熱殼層的所述隔熱區(qū)域之外。所述第一感應(yīng)電路板與所述第二感應(yīng)電路板相互感應(yīng)以發(fā)生能量變化，所述收發(fā)器電路透過所述第一感應(yīng)電路板及所述第二感應(yīng)電路板的相互感應(yīng)以與所述量子比特收發(fā)所述信號(hào)。
4、基于上述，本發(fā)明實(shí)施例所述用于量子比特的信號(hào)傳輸裝置及量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)利用兩個(gè)感應(yīng)電路板的相互感應(yīng)作為近場(chǎng)耦合的方式以與量子比特傳遞信號(hào)，而沒有使用傳輸線等直接耦接的熱傳導(dǎo)路徑連接到量子比特所位在的極低溫環(huán)境。因此，本實(shí)施例減少了熱傳導(dǎo)的路徑，降低破壞超低溫環(huán)境的可能，從而維持量子比特的運(yùn)作質(zhì)量。換言之，本實(shí)施例避免量子比特所位在的極低溫環(huán)境直接地于外界常溫環(huán)境有物質(zhì)上的連結(jié)，進(jìn)而利用空間隔絕熱源的傳導(dǎo)，有效降低熱能傳遞。
1.一種用于量子比特的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述第一感應(yīng)電路板設(shè)置于所述隔熱殼層的所述隔熱區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述第一感應(yīng)電路板設(shè)置于所述隔熱殼層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述收發(fā)器電路包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述第一感應(yīng)電路板包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述讀取輸入端、所述平衡端及所述讀取輸出端分別對(duì)應(yīng)所述隔熱殼層的多個(gè)通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述第二感應(yīng)電路板包括第三電感器，所述第三電感器的第一端耦接所述量子比特，所述第三電感器的第二端耦接參考電壓端。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述調(diào)諧電路是電平衡式雙工器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述調(diào)諧電路包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述電阻器為可變電阻器，所述電容器為可變電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述第一感應(yīng)電路板設(shè)置于所述隔熱殼層的內(nèi)層，所述收發(fā)器電路設(shè)置于所述隔熱殼層的外層，所述收發(fā)器電路透過穿透所述隔熱殼層的通孔耦接所述第一感應(yīng)電路板。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述收發(fā)器電路透過所述第一感應(yīng)電路板及所述第二感應(yīng)電路板的相互感應(yīng)以利用近場(chǎng)耦合方式與所述量子比特收發(fā)信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，所述第一感應(yīng)電路板與第二感應(yīng)電路板分別包括感應(yīng)線圈。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，還包括:
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)傳輸裝置，其特征在于，
16.一種量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括：
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一感應(yīng)電路板設(shè)置于所述隔熱殼層的所述隔熱區(qū)域中。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述收發(fā)器電路包括：
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)諧電路包括：