液氢环境中的超导计算系统的制作方法

技术特征：

1.一种超导计算系统，包括：

壳体，被布置在液氢环境内部，其中在所述壳体内部保持比所述壳体外部压力更低的压力；和

基板，被布置在所述壳体内部，具有表面，其中附接到所述表面的多个组件被配置为提供计算或存储功能中的至少一种，并且其中所述基板还包括用于将所述多个组件中的至少一个子集互连的多条电路迹线，其中所述壳体被配置为使得所述多个组件中的每个组件被配置为以第一温度操作，其中所述第一温度低于4.2开尔文，尽管所述液氢环境具有大于4.2开尔文的第二温度。

2.根据权利要求1所述的超导计算系统，其中所述更低的压力在10^-3托到10^-10托之间的范围内，并且其中所述第二温度在20开尔文与24开尔文之间的范围内。

3.根据权利要求1所述的超导计算系统，其中所述液氢环境包括结构体，所述结构体包含所述液氢，并且其中使用耦合到液氦的至少一个冷板来冷却所述多个组件。

4.根据权利要求1所述的超导计算系统，其中所述基板能够经由传递系统访问，所述传递系统被配置为允许访问所述基板。

5.根据权利要求1所述的超导计算系统，其中所述多个组件中的每个组件包括以下各项中的至少一项：中央处理单元、图形处理单元、人工智能处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路、专用标准产品、片上系统、复杂可编程逻辑器件、静态随机存取存储器、动态随机存取存储器或约瑟夫森磁随机存取存储器。

6.根据权利要求1所述的超导计算系统，其中所述计算功能包括以下各项中的至少一项：中央处理功能、图形处理功能、人工智能功能、门阵列功能、存储器功能或总线接口管理功能，并且其中所述存储功能包括以下各项中的至少一项：存储器功能、门阵列功能、存储器控制器功能或总线接口管理功能。

7.根据权利要求1所述的超导计算系统，其中在所述多个电路迹线中的每条迹线中包括超导金属。

8.一种超导计算系统，包括：

壳体，被布置在液氢环境内部，其中在所述壳体内部保持比所述壳体外部的压力更低的压力；

第一基板，在所述壳体内部，被布置在第一平面中，所述第一基板具有平行于所述第一平面的第一表面，其中附接到所述第一表面的第一多个组件被配置为提供计算或存储功能中的至少一种；和

第二基板，在所述壳体内部，被布置在平行于所述第一平面的第二平面中，所述第二基板具有平行于所述第二平面的第二表面，其中附接到所述第二表面的多个第二组件被配置为提供计算功能或存储功能中的至少一种，并且其中所述第一基板还包括用于互连所述第一多个组件中的至少一个子集的第一多条电路迹线，并且其中所述第二基板还包括用于互连所述第二多个组件中的至少一个子集的第二多条电路迹线，其中所述壳体内部的液氦被配置为冷却所述壳体内部的环境，以使得所述第一多个组件和所述第二多个组件中的每个组件被配置为以第一温度操作，其中所述第一温度低于4.2开尔文，尽管所述液氢环境具有大于4.2开尔文的第二温度。

9.根据权利要求8所述的超导计算系统，其中所述更低的压力在10^-3托到10^-10托之间的范围内，并且其中所述第二温度在20开尔文与24开尔文之间的范围内。

10.根据权利要求8所述的超导计算系统，其中所述液氢环境包括结构体，所述结构体包含所述液氢。

11.根据权利要求8所述的超导计算系统，其中所述第一基板和所述第二基板中的每个基板能够经由传递系统访问，所述传递系统被配置为允许访问所述第一基板和所述第二基板中的每个基板。

12.根据权利要求8所述的超导计算系统，其中所述第一多个组件和所述第二多个组件中的每个组件包括以下各项中的至少一项：中央处理单元、图形处理单元、人工智能处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路、专用标准产品、片上系统、复杂可编程逻辑器件、静态随机存取存储器、动态随机存取存储器或约瑟夫森磁随机存取存储器。

13.根据权利要求8所述的超导计算系统，其中所述计算功能包括以下各项中的至少一项：中央处理功能、图形处理功能、人工智能功能、门阵列功能、存储器功能或总线接口管理功能，并且其中存储功能包括以下各项中的至少一项：存储器功能、门阵列功能、存储器控制器功能或总线接口管理功能。

14.根据权利要求8所述的超导计算系统，其中所述第一多条电路迹线和所述第二多条电路迹线中的每条迹线包括超导金属。

15.一种超导计算系统，包括：

第一储罐；

第二储罐，包含液态的氢，其中所述第二储罐被布置在所述第一储罐内部；

低温恒温器壁，被布置在所述第二储罐内部，其中由所述低温恒温器壁包围的空间内部保持真空；

基板，在所述低温恒温器壁内部，其中耦合到所述基板的多个组件被配置为提供计算或存储功能中的至少一种；

冷却系统，被配置为将所述壳体内部的温度保持低于4.2开尔文。

技术总结
描述了被容纳在液氢环境中的超导计算系统和相关方面。示例超导计算系统包括被布置在液氢环境内部的壳体，其中在壳体内部保持比壳体外部压力更低的压力。超导计算系统还包括被布置在壳体内部的、具有表面的基板，其中附接到该表面的多个组件被配置为提供计算或存储功能中的至少一种，并且该基板还包括用于互连多个组件中的至少一个子集的多条电路迹线。壳体被配置为使得多个组件中的每个组件被配置为以第一温度操作，其中第一温度低于4.2开尔文，尽管液氢环境具有大于4.2开尔文的第二温度。

技术研发人员：M·A·门罗;C·L·贝拉迪;
受保护的技术使用者：微软技术许可有限责任公司;
技术研发日：2020.05.04
技术公布日：2022.02.01