三维超导量子比特以及用于制造其的方法与流程

技术特征：
1.一种三维超导量子比特，其特征在于，其包括：-结构基部，其包括一种或多种绝缘材料；和-超导图案，其在所述结构基部的表面上，所述超导图案形成三维超导量子比特的至少电容部分和电感部分；其中所述结构基部的所述表面的第一表面限定第一平面，并且所述结构基部的所述表面的第二表面限定第二平面，所述第二平面与所述第一平面不同地取向；其中所述超导图案中的至少一个超导图案从所述第一表面延伸到所述第二表面。2.根据权利要求1所述的三维超导量子比特，其特征在于：-所述结构基部包括平坦基材，所述平坦基材的基材表面具有与所述第一表面相同的取向；-所述第二表面是延伸到所述平坦基材的主体中的沟槽的一个壁；并且-所述沟槽由跨越沟槽的空隙而面对彼此的壁限定；使得所述至少一个超导图案至少部分地位于所述沟槽的壁上。3.根据权利要求2所述的三维超导量子比特，其特征在于：-所述基材表面的一部分由超导接地平面覆盖；并且-所述超导接地平面延伸到所述沟槽的与所述第二表面不同的一个壁上；使得所述至少一个超导图案在所述第二表面上的部分和所述超导接地平面延伸到所述沟槽的壁上的部分跨越所述沟槽的空隙而面对彼此。4.据权利要求3所述的三维超导量子比特，其特征在于：-三维超导量子比特的所述电感部分位于由所述基材表面限定的平面中。5.根据权利要求3所述的三维超导量子比特，其特征在于：-三维超导量子比特的所述电感部分位于第一平面中，该第一平面平行于由所述基材表面限定的平面，但是位于所述沟槽的底部处。6.根据权利要求2至5中任一项所述的三维超导量子比特，其特征在于：-所述沟槽具有多个壁表面，所述壁表面限定一系列不同取向的平面，使得沟槽向基材表面敞开的孔口在基材表面中构成曲折的或锯齿形的图案。7.根据权利要求6所述的三维超导量子比特，其特征在于：所述曲折的或锯齿形的图案包括多个重复的前部段和后部段，使得沟槽被多个交错的突起限制，所述突起中的一组包括所述至少一个超导图案的一部分，而另一组包括所述超导接地平面的延伸的部分。8.根据权利要求2所述的三维超导量子比特，其特征在于：所述沟槽至少部分地填充有除所述基材以外的电介质填充材料。9.根据权利要求8所述的三维超导量子比特，其特征在于：-所述至少一个超导图案从所述沟槽的所述壁延伸到所述沟槽的底部上，在那里被所述电介质填充材料覆盖；并且-导电或超导图案从所述基材表面延伸到所述电介质填充材料的顶部上。10.根据权利要求1所述的三维超导量子比特，其特征在于：-所述结构基部包括平坦基材，所述平坦基材的基材表面具有与所述第一表面相同的取向；
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所述结构基部包括从所述基材表面突出的绝缘材料块；并且-所述第二表面是所述绝缘材料块的一个壁；使得所述至少一个超导图案至少部分地位于所述绝缘材料块的壁上。11.根据权利要求10所述的三维超导量子比特，其特征在于：-三维超导量子比特的所述电感部分位于由所述绝缘材料块的表面限定的平面中。12.根据权利要求11所述的三维超导量子比特，其特征在于：-所述绝缘材料块具有顶表面，所述顶表面平行于基材表面但是从其移位；并且-三维超导量子比特的所述电感部分位于所述顶表面上。13.根据权利要求10至12中任一项所述的三维超导量子比特，其特征在于：-三维超导量子比特的所述电容部分包括在所述绝缘材料块的至少两个相对的平行表面上的至少两个不同的超导图案。14.一种量子计算电路，其包括根据权利要求1至13中任一项所述的至少一个三维超导量子比特。15.根据权利要求14所述的量子计算电路，其特征在于：-所述结构基部包括平坦基材，所述平坦基材的基材表面具有与所述第一表面相同的取向；-量子计算电路在所述基材表面上包括一个或多个超导轨迹；并且-所述超导轨迹中的至少一个具有与所述至少一个三维超导量子比特相邻的一个端部，用于形成到所述至少一个三维量子比特或来自所述至少一个三维量子比特的非电耦合。16.根据权利要求15所述的量子计算电路，其特征在于：-所述第二表面是延伸到所述平坦基材的主体中的沟槽的一个壁，使得所述至少一个超导图案至少部分地位于所述沟槽的壁上；并且-所述至少一个超导轨迹的所述端部延伸到所述沟槽的另一个壁上。17.一种用于制造三维超导量子比特的方法，其特征在于，该方法包括：-提供一种或多种绝缘材料的结构基部，所述结构基部的表面至少限定第一平面和第二平面，所述第二平面与所述第一平面不同地取向；并且-在结构基部的至少那些限定所述第一平面和所述第二平面的表面上沉积超导材料，所述超导材料以形成三维超导量子比特的至少电容部分和电感部分的超导图案沉积；其中使所述超导图案中的至少一个超导图案从限定所述第一平面的那个表面延伸到限定所述第二平面的那个另外的表面。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述提供结构基部包括，在原本平坦的基材表面中形成沟槽，使得所述沟槽的一个壁成为限定所述第二平面的表面。19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述提供结构基部包括，将绝缘材料块沉积在原本平坦的基材表面上，使得所述绝缘材料块的一个壁成为限定所述第二平面的表面。20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其特征在于：超导材料的沉积包括，使用各向异性沉积方法，例如电子束蒸发，以将所述超导材料作
为非均匀层沉积在所述结构基部的表面上。

技术总结
一种三维超导量子比特包括：结构基部，其包括一种或多种绝缘材料；和在所述结构基部的表面上的超导图案。所述超导图案形成三维超导量子比特的至少电容部分和电感部分。所述结构基部的所述表面的第一表面限定第一平面，并且所述结构基部的所述表面的第二表面限定第二平面，所述第二平面与所述第一平面不同地取向。所述超导图案中的至少一个超导图案从所述第一表面延伸到所述第二表面。第一表面延伸到所述第二表面。第一表面延伸到所述第二表面。


技术研发人员：C
受保护的技术使用者：IQM芬兰有限公司
技术研发日：2021.03.03
技术公布日：2022/6/10