多模式谐振器和包括多模式谐振器的量子计算元件的制作方法

多模式谐振器和包括多模式谐振器的量子计算元件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年2月24日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请no.10-2021-0025123的优先权，其全部公开通过引用并入本文以用于所有目的。
技术领域
3.以下描述涉及多模式谐振器和量子计算元件。


背景技术：

4.量子计算机可以被定义为实施诸如量子叠加和量子纠缠等量子力学现象作为操作原理以执行数据处理的计算机构。通过使用量子力学原理存储信息的单元元件(或信息本身)被称为量子位或量子比特，量子位或量子比特可以用作量子计算机的基本信息单元。
5.经典数据存储设备中使用的比特具有“0”或“1”状态，而由于叠加现象，量子比特可以同时具有“0”和“1”状态。此外，由于纠缠现象，量子比特之间可能存在相互作用。根据量子比特的这种特性，n个量子比特可以产生2n条信息。因此，当量子比特的数量增加时，信息量和信息处理速度可以呈指数函数增加。


技术实现要素：

6.提供了本发明内容以便以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容并非意在标识所请求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非意在帮助确定所请求保护的主题的范围。
7.在一个总体方面，一种多模式谐振器包括：壳体；以及设置在壳体内的腔体，其中腔体包括：主腔体；以及多个第一子腔体，设置在主腔体的第一横向侧上。
8.多个第一子腔体可以被配置为沿主腔体的第一横向侧形成。
9.主腔体可以包括：第一区域，被配置为具有恒定宽度；第二区域，被配置为具有沿主腔体的延伸方向逐渐变细的宽度。
10.多个第一子腔体中的在第二区域中的第一横向侧上的第一子腔体的宽度可以沿主腔体的延伸方向逐渐变细。
11.可以确定多个第一子腔体的间距p
sc
1以去除与第一谐振频率f1
mnl
相邻的频率模式。
12.多个第一子腔体的间距p
sc
1根据以下等式来确定：1根据以下等式来确定：其中p
sc
1＝第一子腔体的间距，f1
mln1l1
＝第一谐振频率，wc＝所述腔体的宽度，dc＝所述腔体的厚度，c＝光速，k1＝模式组的数量(例如，1、2、3......)，lc＝所述腔体的长度，m1、n1、l1＝模式编号。
13.腔体还可以包括设置在主腔体的第二横向侧上的多个第二子腔体，并且第一横向
侧和第二横向侧相对于主腔体彼此相对定位。
14.根据以下等式来确定所述多个第二子腔体的间距p
sc
2以去除与不同于所述第一谐振频率f1
mnl
的第二谐振频率f2
mnl
相邻的频率模式：其中p
sc
2＝第二子腔体的间距，f2
m2n212
＝第二谐振频率，wc＝腔体的宽度，dc＝腔体的厚度，c＝光速，k2＝模式组的数量(例如，1、2、3......)，lc＝腔体的长度，m2、n2、12＝模式编号。
15.多个第一子腔体可以被配置为沿主腔体的延伸方向形成以彼此间隔开第一距离，并且多个第二子腔体被配置为沿主腔体的延伸方向形成以彼此间隔开第二距离，其中第一距离和第二距离彼此不同。
16.多模式谐振器还可以包括多个端口，该多个端口被配置为穿透壳体并被配置为连接到腔体。
17.主腔体可以被配置为具有线性形状。
18.主腔体可以被配置为具有曲折形状。
19.在一个总体方面，一种量子计算元件包括：量子比特元件；存储天线，被配置为电连接到量子比特元件；存储腔体，被配置为围绕存储天线；读取器天线，被配置为电连接到量子比特元件；以及读取器腔体，被配置为围绕读取器天线，其中存储腔体包括主腔体；并且多个第一子腔体设置在主腔体的第一横向侧上。
20.多个第一子腔体可以被配置为沿主腔体的第一横向侧形成。
21.主腔体可以包括：第一区域，被配置为具有恒定宽度；第二区域，被配置为具有沿主腔体的延伸方向逐渐变细的宽度。
22.可以根据以下等式来确定多个第一子腔体的间距p
sc
1以去除与第一谐振频率f1
mnl
相邻的频率模式：其中p
sc
1＝所述第一子腔体的间距，f1
m1n1l1
＝第一谐振频率，wc＝所述存储腔体的宽度，dc＝所述存储腔体的厚度，c＝光速，k1＝模式组的数量(例如，1、2、3......)，lc＝存储腔体的长度，m1、n1、l1＝模式编号。
23.存储腔体还可以包括设置在主腔体的第二横向侧上的多个第二子腔体，并且第一横向侧和第二横向侧可以相对于主腔体彼此相对定位。
24.可以根据以下等式来确定多个第二子腔体的间距p
sc
2以去除与不同于第一谐振频率f1
mnl
的第二谐振频率f2
mnl
相邻的频率模式：其中p
sc
2＝第二子腔体的间距，f2
m2n212
＝第二谐振频率，wc＝存储腔体的宽度，dc＝存储腔体的厚度，c＝光速，k2＝模式组的数量(例如，1、2、3......)，lc＝存储腔体的长度，m2、n2、12＝模式编号。
25.多个第一子腔体可以被配置为沿主腔体的延伸方向形成以彼此间隔开第一距离，
并且多个第二子腔体被配置为沿主腔体的延伸方向形成以彼此间隔开第二距离，并且第一距离和第二距离彼此不同。
26.其他特征和方面通过以下具体实施方式、附图和权利要求将变得清楚。
附图说明
27.图1是根据一个或多个实施例的示例多模式谐振器的透视图。
28.图2是图1的腔体的透视图。
29.图3是图2的平面图。
30.图4是图2的侧视图。
31.图5是示出根据一个或多个实施例的当多模式谐振器仅包括主腔体而不包括子腔体时在参考图1至图4说明的多模式谐振器中产生的模式的曲线图。
32.图6是示出在参考图1至图4描述的多模式谐振器中产生的模式的曲线图。
33.图7是根据一个或多个实施例的示例多模式谐振器的透视图。
34.图8是图7的腔体的透视图。
35.图9是图8的平面图。
36.图10是图8的侧视图。
37.图11是图8的另一侧视图。
38.图12是示出根据一个或多个实施例的当多模式谐振器仅包括主腔体而不包括多个第一和第二子腔体时在参考图7至图11说明的示例多模式谐振器中产生的模式的曲线图。
39.图13是示出在参考图7至图11描述的多模式谐振器中产生的模式的曲线图。
40.图14是根据一个或多个实施例的示例多模式谐振器的透视图。
41.图15是示出图14的腔体的透视图。
42.图16是根据一个或多个实施例的示例量子计算元件的透视图。
43.图17是示出图16的量子比特芯片的截面图。
44.图18是根据一个或多个实施例的示例多模式谐振器的透视图。
45.图19是示出图18的透视图。
46.图20是图18的平面图。
具体实施方式
47.提供以下详细描述以帮助读者获得对本文描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在理解了本技术的公开之后，本文中描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改和等同物将是显而易见的。例如，本文中所描述的操作顺序仅仅是示例，并且不限于本文中所阐述的那些操作顺序，而是可以在理解本技术的公开内容之后明显改变，除了必须以一定顺序进行的操作之外。此外，为了更加清楚和简洁，可以省略对本领域已知的特征的描述。
48.本文中使用的术语仅用于描述各种示例，而不用于限制本公开。除非上下文另外明确指示，否则冠词“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”表示存在所阐述的特征、数目、操作、构件、元件和/或其组合，但并不排除存在或添加一
个或多个其他特征、数目、操作、构件、元件和/或其组合。
49.贯穿说明书，当诸如层、区域或基板之类的元件被描述为在另一元件“上”、“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以直接在该另一元件“上”、“连接到”或“耦接到”该另一元件，或者可以存在介于其间的一个或多个其他元件。相反，当元件被描述为“直接在另一元件上”、“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，可以不存在介于其间的其他元件。
50.如本文中所使用的，术语“和/或”包括关联列出的项目中的任何一个和任何两个或更多个的任何组合。
51.虽然本文中可以使用诸如“第一”、“第二”、“第三”之类的术语来描述各构件、组件、区域、层或部，但是这些构件、组件、区域、层或部不应被这些术语限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分加以区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，本文中描述的示例中提及的第一构件、组件、区域、层或部分也可以被称为第二构件、组件、区域、层或部分。
52.除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员在对本技术的公开的理解之后通常所理解的含义相同的含义。诸如在常用词典中定义的术语应被解释为其含义与在相关技术和/或本技术的上下文中的含义相同，而不应将被解释为理想的或过于正式的含义，除非本文明确如此定义。
53.此外，本文中使用的术语“部分”是指处理至少一个功能或操作的单元。
54.图1是根据一个或多个实施例的示例多模式谐振器的透视图。图2是图1的腔体的透视图。图3是图2的平面图。图4是图2的侧视图。
55.参考图1至图4，可以提供多模式谐振器1。多模式谐振器1可以包括壳体100、腔体200a和多个端口300。壳体100可以防止电磁信号从壳体100的外部流入到壳体的内部。壳体100可以由超导材料构成。在示例中，壳体100可以包括铝(al)、铌(nb)、铟(in)或其组合。在一个示例中，壳体100可以是其中不具有边界表面的单个结构或无缝结构。换言之，可以通过加工一种结构而不是组合两种或更多种结构来形成壳体100。
56.腔体200a可以设置在壳体100中。腔体200a可以是由壳体100限定的区域。腔体200a可以提供高频信号谐振的区域。腔体200a可以具有沿第一方向dr1延伸的长度。腔体200a的长度可以被称为腔体长度lc。腔体长度lc可以根据各种实施例的配置来确定。腔体200a可以具有沿与第一方向dr1相交的第二方向dr2延伸的宽度。腔体200a的宽度可以被称为腔体宽度wc。腔体200a可以具有沿与第一方向dr1和第二方向dr2相交的第三方向dr3延伸的厚度。腔体200a的厚度可以被称为腔体厚度dc。例如，第一方向dr1、第二方向dr2和第三方向dr3可以彼此垂直。
57.腔体200a可以包括具有恒定腔体宽度wc的第一区域p1和具有变化或锥形的腔体宽度wc的第二区域p2。第一区域p1和第二区域p2可以沿第一方向dr1形成。在一个示例中，在第二区域p2中，腔体宽度wc可以沿第一方向dr1逐渐变细。
58.腔体200a可以包括主腔体210和多个子腔体220。为了便于说明，主腔体210和多个子腔体220可以任意划分。主腔体210和多个子腔体220可以构成一个相互连接的腔体200a。主腔体210可以沿第一方向dr1延伸。
59.多个子腔体220可以设置在主腔体210的一侧210a上。多个子腔体220可以沿第一方向dr1形成。在一个示例中，多个子腔体220可以以规则的间隔形成。然而，这仅是示例，多
个子腔体220可以以不同的间隔形成。多个子腔体220之间的距离可以被称为子腔体距离d
sc
。多个子腔体220可以具有沿第一方向dr1延伸的长度。例如，多个子腔体220可以具有相同的长度。多个子腔体220中的每一个的长度可以被称为子腔体长度l
sc
。子腔体长度l
sc
和子腔体距离d
sc
之和可以被称为子腔体间距p
sc
。子腔体220的厚度可以被称为子腔体厚度t
sc
。
60.可以在腔体200a中产生多种模式的电磁波。在腔体200a中产生的一些模式可能未被清楚地分开，并且可能以混合的方式存在。混合模式可能难以实施，并且混合模式之间的干扰可能降低操作的精确性。
61.示例的多个子腔体220可以具有抑制预定频带中的谐振的功能(即，用于抑制模式的功能)。也就是说，多个子腔体220可以创建在预定频带中不发生电磁信号谐振的环境(即，不产生模式的环境)。可以通过调整主腔体210和多个子腔体220的数值来选择谐振被抑制的频带。在一个示例中，可以确定腔体宽度wc、腔体厚度dc的最大值、腔体长度lc和子腔体间距p
sc
以抑制与预定谐振频率(f
mnl
)相邻的频带中的谐振。f
mnl
可以表示mnl模式中的谐振频率。抑制与预定谐振频率(f
mnl
)相邻的频带中的谐振的子腔体间距p
sc
可以根据以下等式确定：
[0062][0063]
(p
sc
：子腔体的间距，wc：腔体的宽度，dc：腔体的厚度，c：光速，k：模式组的数量(例如，1、2、3......)，lc：腔体的长度，m、n、l：模式编号)
[0064]
模式组可以指由模式构成的组。在一个示例中，模式编号为“m”的模式组可以是f
111
到f
1nl
的模式的集合。在一个示例中，当腔体200a仅由主腔体210组成时，多个子腔体220可以去除模式以混合方式存在的频带(以下称为“非使用频带”)与要使用的频带(以下称为“使用中的频带”)之间的频带。以这种方式，模式可以被分开。
[0065]
再次参考图1，多个端口300可以设置在壳体100中。多个端口300可以是穿透壳体100的孔。多个端口300的第一端可以连接到壳体100的外表面，并且多个端口300的第二端可以连接到腔体200a。在一个示例中，多个端口300的第二端可以连接到多个子腔体220之一。在一个示例中，多个端口300的第二端可以布置在沿腔体200a的第一方向dr1形成的两端中的任一端。多个端口300可以是插入了被配置为将高频信号输入到多模式谐振器1或从多模式谐振器1输出高频信号的元件的区域。尽管图中示出了三个端口300，但这仅是示例，本公开不限于此。端口300的数量可以根据各种实施例的确定实施方式来确定。
[0066]
根据示例的多模式谐振器1可以将使用中的频带与非使用频带分开以帮助有效使用模式(即使当模式以混合的方式存在)，并且提高计算精度。
[0067]
图5是示出当多模式谐振器仅包括主腔体而没有子腔体时在参考图1至图4说明的多模式谐振器中产生的模式的曲线图。图6是示出在参考图1至图4描述的多模式谐振器中产生的模式的传递函数曲线图。
[0068]
参考图5和图6，当频率大于或等于约5ghz时产生模式。基于约10ghz的参考频率，这些模式可以被分成为两个模式组。在一个示例中，在约5ghz到10ghz的范围内产生的模式可以被称为第一模式组mg1，在约10ghz到15ghz的范围内产生的模式可以被称为第二模式
组mg2。
[0069]
从约5ghz到7.5ghz的频带以及从约9ghz到10ghz的频带可以被称为模式范围mr。在一个示例中，模式范围mr可以是使用中的范围。从约7.5ghz到9ghz的频带可以被称为抑制范围sr。抑制范围sr可以是非使用范围。
[0070]
在图5中，不仅在模式范围mr内产生模式而且在抑制范围sr内也产生模式。
[0071]
在图6中，仅在模式范围mr内产生模式。在抑制范围sr内不产生模式。也就是说，模式已被抑制在抑制范围sr内。
[0072]
图7是根据一个或多个实施例的示例多模式谐振器的透视图。图8是图7的腔体的透视图。图9是图8的平面图。图10是图8的侧视图。图11是图8的另一侧视图。为了说明简洁，可以省略与参考图1至图4所做的说明基本相同的任何描述。
[0073]
参考图7至图11，可以提供多模式谐振器2。多模式谐振器2可以包括壳体100、腔体200b和多个端口300。壳体100和多个端口300可以与参考图1至图4描述的那些基本相同。
[0074]
腔体200b可以包括主腔体210、多个第一子腔体222和多个第二子腔体224。主腔体210可以与参考图1至图4描述的主腔体210基本相同。
[0075]
多个第一子腔体222可以设置在主腔体210的第一侧210a上。多个第一子腔体222可以沿第一方向dr1形成。在一个示例中，多个第一子腔体222可以以规则的间隔形成。然而，这仅是示例，多个第一子腔体222可以以不同的间隔形成。多个第一子腔体222之间的距离或间隔可以被称为第一子腔体距离d
sc
1。多个第一子腔体222可以具有沿第一方向dr1延伸的长度。在一个示例中，多个第一子腔体222可以具有相同的长度。然而，这仅是示例，多个子腔体222的长度可以变化。多个第一子腔体222中的每一个的长度可以被称为第一子腔体长度l
sc
1。第一子腔体长度l
sc
1和第一子腔体距离d
sc
1之和可以被称为第一子腔体间距p
sc
1。可以通过调整主腔体210和多个第一子腔体222的数值来选择谐振被抑制的频带。在一个示例中，可以确定腔体宽度wc、腔体厚度dc的最大值、腔体长度lc和第一子腔体间距p
sc
1以抑制与第一预定谐振频率(f1
m1n1l1
)相邻的频带中的谐振。f
1m1n1l1
可以表示m1n1l1模式中的第一谐振频率。抑制与预定谐振频率(f1
m1n1l1
)相邻的频带中的谐振的第一子腔体间距p
sc
1可以根据以下等式确定：
[0076][0077]
(p
sc
1：第一子腔体的间距，f1
m1n1l1
：第一谐振频率，wc：腔体的宽度，dc：腔体的厚度，c：光速，k1：模式组的数量(例如，1、2、3......)，lc：腔体的长度，m1、n1、11：模式编号)
[0078]
多个第二子腔体224可以设置在主腔体210的第二侧210b上。多个第二子腔体224可以沿第一方向dr1形成。在一个示例中，多个第二子腔体224可以以规则的间隔形成。然而，这仅是示例，多个第二子腔体224可以以不同的间隔形成。多个第二子腔体224之间的距离可以被称为第二子腔体距离d
sc
2。第二子腔距离d
sc
2可以与第一子腔距离d
sc
1不同。多个第二子腔体224可以具有沿第一方向dr1延伸的长度。在一个示例中，多个第二子腔体224可以具有相同的长度。多个第二子腔体224中的每一个的长度可被称为第二子腔体长度l
sc
2。第二子腔体长度l
sc
2可以与第一子腔体长度l
sc
1不同。第二子腔体长度l
sc
2和第二子腔体距离d
sc
2之和可以被称为第二子腔体间距p
sc
2。第二子腔间距p
sc
2可以与第一子腔间距p
sc
1不
同。可以通过调整主腔体210和多个第二子腔体224的数值来选择谐振被抑制的频带。例如，可以确定腔体宽度wc、腔体厚度dc的最大值、腔体长度lc和第二子腔体间距p
sc
2以抑制与第二预定谐振频率(f2
m2n2l2
)相邻的频带中的谐振。f2
m2n2l2
可以表示m2n2l2模式中的第二谐振频率。抑制与预定谐振频率(f2
m2n2l2
)相邻的频带中的谐振的第二子腔体间距p
sc
2可以根据以下等式确定：
[0079][0080]
(p
sc
2：第二子腔体的间距，f2
m2n2l2
：第二谐振频率，wc：腔体的宽度，dc：腔体的厚度，c：光速，k2：模式组的数量(例如，1、2、3......)，lc：腔体的长度，m2、n2、l2：模式编号)
[0081]
示例的多个第一子腔体222和多个第二子腔体224可以分别具有彼此不同的第一子腔体间距p
sc
1和第二子腔体间距p
sc
2。示例的多模式谐振器2可以抑制每个不同频带(例如，与第一谐振频率(f1
m1n1l1
)相邻的频带和与第二谐振频率(f2
m2n2l2
)相邻的频带)中的谐振。当腔体200b包括多个第一子腔体222和多个第二子腔体224时，与腔体200b仅包括多个第一子腔体222时的可用频带的数量相比，还可以存在另一个可用频带。
[0082]
图12是示出当多模式谐振器仅包括主腔体而没有多个第一和第二子腔体时在参考图7至图11示出的多模式谐振器中产生的模式的传递函数曲线图。图13是示出在参考图7至图11描述的多模式谐振器中产生的模式的传递函数曲线图。
[0083]
参考图12和图13，当频率大于或等于约5ghz时产生模式。基于约10ghz的参考频率，这些模式可以被分成为两个模式组。在一个示例中，在约5ghz到10ghz范围内产生的模式可以被称为第一模式组mg1，在约10ghz到15ghz范围内产生的模式可以被称为第二模式mg2组。
[0084]
从约5ghz到7ghz的频带以及从约8ghz到9.5ghz的频带可以被称为模式范围mr。在一个示例中，模式范围mr可以是使用中的范围。从约7ghz到8.5ghz的频带以及从约9.5ghz到10ghz的频带可以被称为抑制范围sr。抑制范围sr可以是非使用范围。
[0085]
在图12中，不仅在模式范围mr内而且在抑制范围sr内产生模式。
[0086]
在图13中，仅在模式范围mr内产生模式。在抑制范围sr内不产生模式。也就是说，在抑制范围sr内模式被抑制。
[0087]
图14是根据一个或多个实施例的示例多模式谐振器的透视图。图15是示出图14的腔体的透视图。为了说明简洁，可以省略与参考图1至图4所做的说明基本相同的任何描述。
[0088]
参考图14和图15，示出了示例多模式谐振器3。多模式谐振器3可以包括壳体100、腔体200c和多个端口300。壳体100和多个端口300可以与参考图1至图4描述的壳体100和多个端口300基本相同。
[0089]
腔体200c可以包括主腔体200c和多个子腔体220。与图1至图4不同，主腔体200c可以延伸以具有曲折或迂回的形状。在非限制性示例中，多个子腔体220可以设置在主腔体200c的一侧210a上。主腔体200c的一侧210a可以沿主腔体200c的延伸方向延伸。
[0090]
多模式谐振器3可以具有与参考图1至图4描述的多模式谐振器1基本相同的物理效果。具有曲折形状的腔体200c可以具有与图1至图4所示的具有线性形状的腔体200a基本相同的物理效果。腔体200c的延伸方向可能与发生在腔体200c中的高频信号的谐振无关。
[0091]
根据示例的多模式谐振器3可以将使用中的频带与非使用频带分开以帮助有效使用模式(即使当模式以混合的方式存在)，并且提高计算精度。
[0092]
图16是根据一个或多个实施例的量子计算元件的透视图。图17是用于说明图16的量子比特芯片的截面图。为了说明简洁，可以省略与参考图1至图4、图7至图11和图14至图15所做的说明基本相同的任何描述。
[0093]
参考图16和图17，示出了量子计算元件1000。量子计算元件1000可以包括量子比特芯片1100、壳体1010、读取器腔体1200和存储腔体1300。壳体1010可以与本公开中早先示出的壳体100基本相同。存储腔体1300可以与参考图14和图15所示的腔体200c基本相同。然而，示例不限于此。存储腔体1300可以与参考图1至图4描述的腔体200a或参考图7至图11描述的腔体200b基本相同。使用超导体的量子比特(即超导量子比特)可以具有可以容易地制造成集成电路的优点。
[0094]
量子比特芯片1100可以包括衬底1110、量子比特元件1120、读取器天线1130和存储天线1140。衬底1110可以包括绝缘材料。例如，衬底1110可以包括硅(si)衬底或蓝宝石衬底。
[0095]
量子比特元件1120可以设置在衬底1110上。量子比特元件1120可以是具有非线性耦合的元件。在一个示例中，量子比特元件1120可以包括约瑟夫森(josephson)结。约瑟夫森结可以包括面向彼此的一对超导材料图案和插入在该对超导材料图案之间的非超导图案(例如，介电层)。备选地，约瑟夫森结可以包括面向彼此的一对超导材料图案和插入在该对超导材料图案之间的气隙。库珀(cooper)对可以隧穿约瑟夫逊结。库珀对可以指在超导材料图案中没有电阻的电子对。库珀对是指共享相同量子态并且可以由相同波函数表示的对。
[0096]
在一个示例中，读取器天线1130可以设置在衬底1110上。在非限制性示例中，读取器天线1130可以设置在量子比特元件1120的一侧。读取器天线1130可以与布置在读取器腔体1200上的读取器连接器(图中未明确示出)电容耦合。读取器连接器可以从量子计算元件外部的设备接收电子信号，并将电子信号转换为高频电磁信号。读取器天线1130可以接收从读取器连接器提供的高频信号，并将高频信号发送到读取器连接器。读取器天线1130可以包括超导材料。例如，读取器天线1130可以包括铝(al)、铌(nb)、铟(in)或其组合。
[0097]
存储天线1140可以设置在衬底1110上。存储天线1140可以设置在量子比特元件1120的另一侧上。存储天线1140可以与布置在存储腔体1300上的存储连接器(图中未明确示出)电容耦合。存储连接器可以从量子计算元件外部的设备接收电子信号，并将电子信号转换为高频电磁信号。存储天线1140可以接收从存储连接器提供的高频信号，并将高频信号传输到存储连接器。存储天线1140可以增加量子比特元件1120的相干时间并且可以布置在存储腔体1300中以执行统一操作。存储天线1140可以包括超导材料。例如，存储天线1140可以包括铝(al)、铌(nb)、铟(in)或其组合。
[0098]
读取器腔体1200可以围绕读取器天线1130。换言之，读取器天线1130可以布置在读取器腔体1200中。读取器腔体1210可以是被配置为读取量子比特并增加量子比特的相干时间的元件。
[0099]
存储腔体1300可以围绕存储天线1140。换言之，存储天线1140可以布置在存储腔体1300中。存储腔体1310可以是被配置为使用量子比特执行统一操作并增加量子比特的相
干时间的元件。
[0100]
读取器腔体1200和存储腔体1300可以设置在壳体1010中。在附图中，读取器腔体1200和存储腔体1300被描述为设置在一个壳体1010中。然而，提供这样的描述作为示例。在另一示例中，量子计算元件1000可以具有设置有读取器腔体1200的壳体和设置有存储腔体1300的壳体中的每一个。此时，设置有读取器腔体1200的壳体和设置有存储腔体1300的壳体可以包括超导材料，例如铝(al)、铌(nb)、铟(in)或其组合。
[0101]
壳体1010可以包括多个端口300。在一个示例中，多个端口300中的一些可以设置在壳体1010的外部和读取器腔体1200之间，而多个端口300中的其他一些可以设置在读取器腔体1200和存储腔体1300之间。量子比特芯片1100可以通过壳体1010和读取器腔体1200之间的端口以及通过读取器腔体1200和存储腔体1300之间的端口从壳体1010的外部延伸到存储腔体1300。存储连接器可以通过壳体1010和读取器腔体1200之间的端口以及通过读取器腔体1200和存储腔体1300之间的端口布置在存储腔体1300中。读取器连接器可以通过壳体1010和读取器腔体1200之间的端口布置在读取器腔体1200中。
[0102]
根据示例的包括存储谐振器1300的量子计算元件1000可以将使用中的频带与非使用频带分开以帮助有效使用模式(即使模式以混合的方式存在)，并且提高计算精度。
[0103]
图18是根据一个或多个实施例的示例多模式谐振器的透视图。图19是示出图18的透视图。图20是图18的平面图。为了说明简洁，可以省略与参考图1至图4所做的说明基本相同的任何描述。
[0104]
参考图18至图20，示出了示例多模式谐振器4。除了腔体200d的侧面的形状之外，多模式谐振器4可以与参考图1至图4说明的多模式谐振器1基本相同。
[0105]
腔体200d可以包括主腔体212和多个子腔体221。主腔体212和多个子腔体221可以具有波浪形的侧面212a和221a。侧面212a和221a的波浪形状可以沿第二方向dr2延伸并且包括沿腔体200d的周界形成的曲线。侧面212a和221a的波浪形状不限于附图中的描述，并且本领域普通技术人员可以在示例的技术思想的范围内进行改变或修改。
[0106]
如参考图1至图4所说明的，腔体200d可以具有腔体长度lc、腔体宽度wc和腔体厚度dc。多个子腔体220可以沿第一方向dr1形成以彼此间隔开子腔体距离d
sc
。多个子腔体220中的每一个可以具有子腔体长度l
sc
和子腔体厚度t
sc
。子腔体长度l
sc
和子腔体距离d
sc
之和可以被称为子腔体间距p
sc
。抑制与预定谐振频率(f
mnl
)相邻的频带中的谐振的子腔体间距p
sc
可以根据以下等式确定：
[0107][0108]
(p
sc
：子腔体的间距，wc：腔体的宽度，dc：腔体的厚度，c：光速，k：模式组的数量(例如，1、2、3......)，lc：腔体的长度，m、n、l：模式编号)
[0109]
实施例将参考图1至图4说明的多模式谐振器1描述为具有波浪形侧面；然而，参考图7至图11说明的多模式谐振器2的腔体200b和参考图14和图15说明的腔体200c也可以具有波浪形侧面。
[0110]
根据示例的多模式谐振器和量子计算元件可以将使用中的频带与非使用频带分开以帮助有效使用模式(即使模式以混合的方式存在)，并且提高计算精度。
[0111]
然而，本公开的效果不限于此。
[0112]
尽管本公开包括特定示例，但是在理解了本技术的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以对这些示例进行形式和细节上的各种改变。本文描述的示例应仅被认为是描述性的，而不是为了限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述被认为适用于其他示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同的方式组合和/或被其他组件或其等同物替换或补充，则可以实现合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定，而是由权利要求书及其等同物限定，并且在权利书要求及其等同物的范围内的所有变化都被解读为包括在本公开中。