一种量子比特读出谐振腔腔频的确定方法与流程

技术特征：
1.一种量子比特读出谐振腔腔频的确定方法，其特征在于，包括：a)采用klayout软件设计读出谐振腔，读出谐振腔的两端分别与传输线及xmon结构量子比特中心十字电容相互耦合，读出谐振腔的开口端与传输线平行放置，其闭口端将十字电容一端包裹形成读出谐振腔与量子比特间的耦合电容；b)将klayout软件绘制完成的读出谐振腔版图导入sonnet电磁仿真软件，读出谐振腔导入材料选择金属，模式设置为general，rdc为0.0 ohms/sq，rrf为0.0ohm-hz-1/2
/sq，xdc为0.0 ohms/sq，ls为0.0 ph/sq，在读出谐振腔上方设置一层厚度为1000μm的空气盒，空气盒参数设置为各向同性，erel为1.0，dielectric loss tan为0.0，diel cond（s/m）为0.0，mrel为1.0，magnetic loss tan为0.0，读出谐振腔下方设置一层厚度为500μm的蓝宝石材料作为衬底，其中蓝宝石参数设置为各向同性，erel为9.3，dielectirc loss tan为10.0e-8，diel cond （s/m）为1.0，magnetic loss tan为0.0；c)在sonnet电磁仿真软件中将端口设置在传输线两端，共设置2个端口，第一端口与第二端口均设置为自动接地，通过传输线的微波与传输线平行的读出谐振腔部分耦合；d)sonnet电磁仿真软件的仿真频率采用自适应模式，完成比率扫描范围及网格划分单元的设置；e)运行仿真，得到量子比特读出谐振腔腔频的仿真结果s21曲线。2.根据权利要求1所述的量子比特读出谐振腔腔频的确定方法，其特征在于：步骤a)中采用klayout软件设计读出谐振腔时采用四分之一波长共面波导谐振腔设计，其中中心导体宽度为10μm，两侧狭缝宽度为5μm，转角处采用直径为40μm半圆环连接，相邻共面波导间距为30μm。3.根据权利要求1所述的量子比特读出谐振腔腔频的确定方法，其特征在于：步骤a)中读出谐振腔的开口端与传输线平行部分长度为250μm。4.根据权利要求1所述的量子比特读出谐振腔腔频的确定方法，其特征在于：步骤a)中读出谐振腔与量子比特间的耦合电容与十字电容之间间距为4μm，读出谐振腔与量子比特间的耦合电容竖直方向长度为148μm，其水平方向宽度为138μm。5.根据权利要求1所述的量子比特读出谐振腔腔频的确定方法，其特征在于：步骤b)中导入材料选择为超导铝。6.根据权利要求1所述的量子比特读出谐振腔腔频的确定方法，其特征在于：步骤c)中第一端口与第二端口设置为50欧姆阻抗匹配，电容电感均设置为0。

技术总结
一种量子比特读出谐振腔腔频的确定方法，采用sonnet电磁仿真软件，采用平面仿真，忽略了超导薄膜本身厚度，由于该厚度（nm）与其本身边长（cm）通常相差6个数量级以上，对仿真结果的影响较小，大大降低了数值计算所需的计算资源，极大地降低仿真所需的计算资源，能够对设计版图进行整体仿真，准确的标定不规则读出谐振腔中心频率，同时可以考虑到超导态下的超导金属与常规金属在介电常数等参数上的不同以及芯片上其他模块对谐振腔腔频的影响，可以帮助优化设计，降低从设计到完成所需的时间。降低从设计到完成所需的时间。降低从设计到完成所需的时间。


技术研发人员：齐在栋 王辉 刘幼航
受保护的技术使用者：山东浪潮科学研究院有限公司
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2022/4/22