华为超导量子芯片专利获批，降低量子比特间串扰

11月1日，据国家知识产权局中国专利公布公告，华为技术有限公司的“超导量子芯片”专利获批（申请公布号：CN115271077A）。

01

全新超导量子芯片：降低了量子比特之间的串扰

此次，新的专利名为“超导量子芯片”。

专利摘要描述称：本发明实施例公开了一种超导量子芯片，包括耦合器和控制器；其中耦合器用于耦合第一超导比特电路和第二超导比特电路，耦合器的频率响应曲线包括至少一个相位反转点，所述相位反转点包括频率响应曲线的谐振点或极点；控制器用于调整所述耦合器的频率响应曲线，使得所述第一超导比特电路的比特频率和第二超导比特电路的比特频率之间包含奇数个所述相位反转点；并进一步调整所述相位反转点的频率，使得所述第一超导比特电路和第二超导比特电路的交叉共振效应的等效相互作用为零。

权利要求书上表明：“本发明实施例降低了量子比特之间的串扰”。

02

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供一种量子计算机，包括：用于提供低温环境的稀释制冷机，用于实现量子计算信息载体的超导量子芯片，以及用于操控量子比特状态进行计算操作和读取量子比特状态的测控系统。

超导量子芯片置于低温环境中，测控系统按照计算操作的需求控制微波源以及调制脉冲信号，将一系列微波脉冲序列输入到超导量子芯片，对比特量子态进行操作。所有操作完成后，测控系统再输出测量脉冲信号到超导量子芯片，通过返回的信号获取量子比特状态信息，得到计算结果。

本发明实施例提供的一种量子计算机系统结构示意图

如下图所示，为本发明实施例提供一种超导量子芯片，包括二维阵列排布的超导比特电路，以及将超导比特电路耦合起来的耦合器。二维阵列排布是目前最有希望的量子纠错码，包括表面码，所需要的比特排布结构。为了在二维阵列排布的芯片上实现表面码纠错，两比特逻辑门的错误需要低于1％。

本发明实施例提供的一种超导量子芯片结构示意图

两个超导比特电路之间通过耦合器耦合。通过控制信号，例如电流或电压，调整耦合电路中的部分电感或电容，可改变整个耦合器的S21频率响应曲线，从而调整频率响应曲线中谐振点(mode)或者极点(pole)的频率。本发明实施例提供方案，通过关断超导比特电路之间的耦合，极大地降低了他们之间的串扰，同时对超导比特电路之间的空间布局没有明显的限制，而且可以设计出物理长度更长的可调耦合电路用于增加比特电路之间的布线空间。

本发明实施例极大地提升了架构的扩展性，有益于进一步增加超导量子芯片集成的比特数。

03

华为持续发力超导量子计算

华为开始频繁探索芯片发展方向，在此次公布量子芯片专利之前，华为还公布过两项与芯片堆叠有关的专利。华为从2017年开始布局量子计算，近年来公开了“一种量子芯片和量子计算机”、“一种超导芯片中量子比特的控制方法及其相关设备”、“超导量子计算系统和量子比特操控方法”等专利。

不管是量子芯片还是量子通信，华为进行布局探索都证明会在量子领域继续前行，而且大有一种加速迈进的趋势。