用于稀释制冷机内的集成装置及量子计算机的制作方法

1.本技术属于量子领域，尤其是量子计算技术领域，特别是一种用于稀释制冷机内的集成装置及量子计算机。


背景技术：

2.量子计算是一种遵循量子力学规律调控基本信息单元进行计算的新型计算模式。经典计算的基本信息单元是经典比特，量子计算的基本信息单元是量子比特，经典比特只能处于一种状态，即0或1，而基于量子力学态叠加原理，量子比特的状态可以处于多种可能性的叠加状态，因而量子计算的计算效率远远超过经典计算的计算效率。
3.在超导体系的量子计算机中，量子处理器需要工作在极低温环境，例如 10mk左右。为了操控和测量最底层的量子比特，需要有携带量子测控信号的线缆穿过稀释制冷机最底层的制冷盘通入混合室(mixedchamber，mxc)；同时，在线缆上需要施加各类相应的电子器件对量子测控信号进行处理优化。
4.随着量子处理器上量子比特数的扩展，量子测控线路需要相应的增多，所施加电子器件的数量也随之增多，特别是最底层的制冷盘处，所需电子器件的数量及种类更多，量子测控线路需要穿过制冷盘与电子器件的一端连接，然后电子器件的另一端通过线缆连接量子处理器的信号端口。现有技术中，电子器件的安装位置混乱，使得混合室的线缆连接十分复杂，连线难度大且容易连线错误。
5.因此，如何提高稀释制冷机内混合室内电子器件的集成及线缆连接效率成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种用于稀释制冷机内的集成装置及量子计算机，以解决现有技术中的不足，能够提高稀释制冷机内混合室内电子器件的集成及线缆连接效率。
7.本技术技术方案具体如下：
8.本技术的一方面提供了一种用于稀释制冷机内的集成装置，包括：
9.支撑件，与稀释制冷机内温度最低的制冷盘固定连接；
10.转接板，位于所述制冷盘下方且与所述支撑件固定连接，所述转接板上阵列设置有多个信号转接器，所述信号转接器的一端连接量子测控线路，所述信号转接器的另一端连接电子器件；
11.若干第一固定件，位于所述转接板下方且与所述支撑件固定连接，用于固定所述电子器件；其中，各所述第一固定件层叠设置，且所述第一固定件与所述信号转接器的位置对应。
12.如上所述的用于稀释制冷机内的集成装置，优选的，所述层叠设置的所述第一固定件的尺寸等比例增加或缩小。
13.如上所述的用于稀释制冷机内的集成装置，优选的，支撑件包括平行设置的第一
支撑件和第二支撑件，所述转接板上开设有供所述第一支撑件和所述第二支撑件穿过的过孔。
14.如上所述的用于稀释制冷机内的集成装置，优选的，所述第一固定件垂直设置于所述第一支撑件的远离所述第二支撑件的一面。
15.如上所述的用于稀释制冷机内的集成装置，优选的，所述第一固定件垂直设置于所述第二支撑件的远离所述第一支撑件的一面。
16.如上所述的用于稀释制冷机内的集成装置，优选的，所述第一固定件垂直设置与第一支撑件和所述第二支撑件的侧面。
17.如上所述的用于稀释制冷机内的集成装置，优选的，其特征在于，所述第一固定件的形状包括c字形或u字形。
18.如上所述的用于稀释制冷机内的集成装置，优选的，所述第一固定件上开设有多个用于安装所述电子器件的安装孔，所述电子器件安装于所述第一固定件的外侧面。
19.如上所述的用于稀释制冷机内的集成装置，优选的，还包括与所述支撑件平行设置且与所述转接板固定连接的若干个第二固定件，所述第二固定件环绕所述转接板对称设置。
20.本技术再一方面提供一种量子计算机，包括稀释制冷机、位于所述稀释制冷机内的如任一项所述的集成装置、以及量子处理器。
21.与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
22.本技术的集成装置，包括通过支撑件固定的转接板和若干个第一固定件，其中，支撑件与稀释制冷机内温度最低的制冷盘固定连接，转接板位于制冷盘下方与支撑件固定连接，转接板上阵列设置有多个信号转接器，信号转接器的一端连接量子测控线路，信号转接器的另一端连接电子器件；用于固定电子器件的第一固定件位于转接板下方且与支撑件固定连接，其中，各第一固定件层叠设置，第一固定件与信号转接器的阵列位置对应，确保电子器件安装在第一固定件上后，电子器件与信号转接器在垂直方向上的位置是对应的，线缆的两端分别固定连接上下对应的电子器件和信号转接器即可，避免线缆弯折、绕制，提高了电子器件的集成及线缆连接效率。
附图说明
23.图1为本技术实施例提供的一种稀释制冷机内的集成装置的结构示意图1；
24.图2为本技术实施例提供的一种稀释制冷机内的集成装置的结构示意图2；
25.图3为本技术实施例提供的一种稀释制冷机内的集成装置的结构示意图3。
26.附图标记说明：
27.1－支撑件，2－制冷盘，3－转接板，4－信号转接器，5－第一固定件，6－第二固定件。
具体实施方式
28.以下详细描述仅是说明性的，并不旨在限制实施例和/或实施例的应用或使用。此外，无意受到前面的“背景技术”或“实用新型内容”部分或“具体实施方式”部分中呈现的任何明示或暗示信息的约束。
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，现在参考附图描述一个或多个实施例，其中，贯穿全文相似的附图标记用于指代相似的组件。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对一个或多个实施例的更透彻的理解。然而，很明显，在各种情况下，可以在没有这些具体细节的情况下实践一个或多个实施例，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
30.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.结合图1和图2所示，本技术实施例提出一种用于稀释制冷机内的集成装置，包括支撑件1，与稀释制冷机内温度最低的制冷盘2固定连接；转接板3，位于所述制冷盘2下方且与所述支撑件1固定连接，所述转接板3上阵列设置有多个信号转接器4，所述信号转接器4的一端连接量子测控线路，所述信号转接器4的另一端连接电子器件；若干第一固定件5，位于所述转接板3下方且与所述支撑件1固定连接，用于固定所述电子器件；其中，其中，各所述第一固定件层叠设置，且所述第一固定件与所述信号转接器的位置对应。
32.制冷盘2上开设有多个用于供量子测控线路穿过的进线孔，量子测控线路能够通过穿过各个进线孔与转接板3上的信号转接器4相连，由于量子测控线路种类较多，包括但不限于，直流驱动信号线路，用于将量子位的工作频率调至量子位工作点；脉冲驱动信号线路，用于使量子位的工作频率偏离量子位的工作点；直流驱动信号与脉冲驱动信号共同实现对量子处理器的量子位的频率调控；微波驱动信号线路，用于调控量子处理器上量子位的量子态变化。
33.为了确保输出至量子处理器的驱动信号强度和精度符合要求，需要在信号转接器4与量子处理器之间的线缆中设置若干种电子器件，包括但不限于衰减器、滤波器、信号合成器等。其中，信号合成器用于将直流驱动信号线路传输的直流驱动信号与脉冲驱动信号线路传输的脉冲驱动信号进行信号合成，将合成后的信号传输至量子处理器，实现对量子处理器上的量子位的频率调控。
34.在制冷盘2上阵列设置多个信号转接器4，每一个信号转接器4的一端都连接一根线缆，另一端连接电子器件。此外，位于转接板3下方设置用于固定电子器件的若干个第一固定件5，第一固定件5与所述支撑件1固定连接，其中，各第一固定件5层叠，第一固定件5与信号转接器4的位置对应。若干个第一固定件5在垂直方向上层叠设置，通过设置多层第一固定件5，可以固定的电子器件数量更多，满足更多的量子测控线路的集成需求。
35.此外，层叠设置的若干个第一固定件5上固定的电子器件通过线缆连接位于上方的信号转接器4，通过第一固定件5固定的电子器件与信号转接器4的阵列位置对应，确保电子器件安装在第一固定件5上后，电子器件与信号转接器4在垂直方向上的位置是对应的，线缆的两端分别连接上下对应的电子器件和信号转接器4即可，避免多次绕制，提高了线缆的简洁度并提高了线缆连接效率。在图1以及图2中仅示例性的示意支撑件1上的若干第一
固定件5的数量，在实际的运用过程中，可以是任意数量的第一固定件5，在此不做具体限定。
36.作为本技术实施例的一种实施方式，层叠设置的所述第一固定件5的尺寸等比例增加或缩小。将若干个第一固定件5层叠设置，并且将若干个第一固定件5的尺寸等比例改变，可以确保第一固定件5固定电子器件后，多层电子器件的信号端口是相互错开的，且与信号连接器4的位置对应，线缆可以直接连接电子器件的信号端口与信号连接器4，提高线缆连接效率。
37.作为本技术实施例的一种实施方式，支撑件1包括平行设置的第一支撑件 1和第二支撑件1，所述转接板3上开设有供所述第一支撑件1和所述第二支撑件1穿过的过孔。通过设置两个平行的第一支撑件1和所述第二支撑件1 垂直固定连接制冷盘2，一方面可以确保结构支撑的稳定性，另一方面第一支撑件1和第二支撑件1上都可以安装第一固定件5，大大提高可以集成的电子器件的数量。
38.结合图1和图2所示，在安装第一固定件5时，可以将所述第一固定件5 垂直设置于所述第一支撑件1的远离所述第二支撑件1的一面；也可以将所述第一固定件5垂直设置于所述第二支撑件1的远离所述第一支撑件1的一面；再或者，将所述第一固定件5垂直设置与第一支撑件1和第二支撑件1的侧面。
39.转接板3上的信号转接器4由中心位置向外围阵列排布，信号转接器4 下方对应位置的第一固定件5选择对应的固定位置和方式，具体的，当信号转接器4沿着第一支撑件1和第二支撑件1的平行的垂直方向阵列的时候，第一固定件5设置于第一支撑件1的和第二支撑件1的相反方向的面板上；当信号转接器4沿着第一支撑件1和第二支撑件1的平行方向阵列的时候，第一固定件5设置于第一支撑件1的和第二支撑件1的侧面板上。通过灵活设置第一固定件5的固定位置和方向，确保信号转接器4下方对应位置均设置有固定件，且在固定件上设置电子器件，进而确保电子器件与信号转接器4在垂直方向上的位置是对应的，线缆的两端分别固定连接上下对应的电子器件和信号转接器 4即可，避免线缆弯折、绕制，提高了电子器件的集成及线缆连接效率。
40.作为本技术实施例的一种实施方式，所述第一固定件5的形状包括c字形或u字形。c字形或u字形的结构能够更加便于电子器件的安装以及电子器件与线缆的连接，同时，也能对第一固定件5的空间进行充分的利用，可以根据实际需要，在第一支撑件1和第二支撑件1上设置多个第一固定件5。此外，第一固定件5的形状也可以包括其他形状，如l型。
41.作为本技术实施例的一种实施方式，所述第一固定件5上开设有多个用于安装所述电子器件的安装孔，通过螺钉或者螺栓固定的方式将电子器件安装于所述第一固定件5的外侧面，使得电子器件的信号端口朝向外侧，便于线缆的连接。
42.如图3所示，作为本技术实施例的一种实施方式，还包括与所述支撑件平行设置且与所述转接板固定连接的若干个第二固定件6，所述第二固定件6 环绕所述转接板3对称设置。
43.在量子计算机中，量子测控线路中设置的电子器件的种类非常多，不仅包括设置于驱动线路中的电子器件，还包括用于测量和读取线路中的电子器件。在本技术的实施例中，第二固定件6上安装的量子信号处理器件可以是环形器、信号放大器的任意一种或者组合。
44.多个第二固定件6均固定连接转接板3的下面板，并且将第二固定件6 环绕所述转接板3的外边沿远离所述信号转接器4的一侧对称设置。由于转接板3上信号转接器4沿中心位置阵列排布，而且其下方已经对应设置若干第一固定件5，将多个第二固定件6设置于转接板3的外边缘处，一方面能够对转接板3的空间进行充分的利用，另一方面，这样的设置并不会干扰量子测控线路的正常搭建。在一些其他的实施方案中，第二固定件6设置的具体位置可以是转接板3上任意不影响量子测控线路正常搭建的位置，在此不做具体限定。
45.作为本技术实施例的一种实施方式，第二固定件6上开设有多个用于安装所述电子器件的安装孔，所述电子器件安装于所述第二固定件6的外侧面。通过螺钉或者螺栓固定的方式将电子器件安装于第二固定件6的外侧面，使得电子器件的信号端口朝向外侧，便于线缆的连接。
46.基于同一申请构思，本技术实施例还提供一种量子计算机，包括稀释制冷机、位于所述稀释制冷机内的如上所述的集成装置、以及量子处理器。
47.以上依据图式所示的实施例详细说明了本技术的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本技术的较佳实施例，但本技术不以图面所示限定实施范围，凡是依照本技术的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本技术的保护范围内。