用于改进量子位电路的功能的反熔断器和熔断器结构的制作方法

本公开总体上涉及量子电路，并且更具体地，涉及可以用于对量子电路进行编程的超导连接器。相关技术的描述超导量子计算是在超导电子电路中的量子计算机的一种实现方式。量子计算研究了量子现象在信息处理和通信中的应用。存在量子计算的各种模型，并且最流行的模型包括量子位和量子门的概念。量子位是具有两个可能状态但可以处于两个状态的量子叠加中的位的概括。量子门是逻辑门的概括，然而，量子门描述了在给定量子位的初始状态下，在将门应用于一个或多个量子位之后该量子位将经历的变换。诸如叠加和纠缠之类的各种量子现象在经典计算世界中没有类似之处，因此可能涉及特殊的结构、技术和材料。此外，量子位技术仍然处于其初期阶段，并且开发例如具有高精度的预定频率的量子位的部件是一种挑战。例如，可以使用线圈或通过使用激光修改结电阻或通过蚀刻到衬底中改变电容来调谐量子位频率。这些方法中的每一种提出了其自身的挑战。

背景技术：

技术实现思路

1、一种超导连接系统，包括反熔断器结构，该反熔断器结构包括具有在衬底中的空腔上方悬伸(cantilevered)的第一区段的第一超导迹线。第二超导迹线具有在衬底中的空腔上方悬伸的第二区段。第一辅助区段耦合到第一区段上，并且悬置在空腔上方。第二辅助区段耦合到第二区段上，并且悬置在空腔上方。第一区段和第二区段彼此面对，并且在其间具有预定间隙。第一区段和第二区段被配置成接收激光的输出。第一区段和第二区段以及在其间的间隙的材料和几何形状使得形成熔断球接头，从而在第一区段和第二区段之间提供电短路。

2、第一辅助区段和第二辅助区段的材料的量基于形成改进的熔断球接头，该改进的熔断球接头在接收到激光的输出时提供第一超导迹线和第二超导迹线之间的电短路。

3、在一个实施例中，第一辅助区段和第二辅助区段与第一超导迹线和第二超导迹线在同一金属平面上并且由相同的超导材料制成。

4、在一个实施例中，第一辅助区段和第二辅助区段与第一超导迹线和第二超导迹线在同一平面上，但是由不同的材料构造以降低在形成熔断球接头时的熔化温度。通过降低熔化温度，更容易制造提供电短路的熔断球接头。

5、在一个实施例中，辅助第一和第二区段的形状是翼形的。

6、在一个实施例中，辅助第一和第二区段具有比第一和第二超导迹线的熔化温度低的熔化温度。

7、在一个实施例中，在第一区段和第二区段中的每一个下方存在三角形硅支撑件。这些支撑件提供了额外的结构支撑，以防止第一和第二区段下垂。

8、在一个实施例中，第一辅助区段和第二辅助区段的材料的量是基于在接收到所述激光的输出时形成各自在所述第一超导迹线与所述第二超导迹线之间提供电短路的至少两个熔断球接头。通过提供冗余数量的熔断球接头，提高了导电性，并且提高了第一导电迹线和第二导电迹线之间短路的可能性。

9、在一个实施例中，存在一种熔断器结构，其包括具有第一节点和第二节点的第三超导迹线。第三超导迹线具有悬置在衬底中的第二空腔上方的部分。第一、第二和第三超导迹线由相同的材料制成并且在同一金属平面上。第三超导迹线被配置为在悬置部分处接收激光的输出，以在接收到激光的输出时在第一节点和第二节点之间提供电开路。

10、在一个实施例中，第一超导迹线和第二超导迹线具有第一晶向。第三超导迹线可具有第二晶向。例如，第一晶向可以具有110方向，第二晶向可以具有100方向。

11、根据一个实施例，一种连接系统具有熔断器结构，该熔断器结构包括具有空腔的衬底。第一超导迹线具有第一节点和第二节点以及悬置在空腔上方的部分。第三超导迹线被配置为在悬置部分处接收激光的输出，以在接收到激光的输出时在第一节点和第二节点之间提供电开路。

12、在一个实施例中，连接系统还包括反熔断器结构，该反熔断器结构包括具有在衬底中的第二空腔上方悬伸的第一区段的第二超导迹线。包括具有在衬底中的第二空腔上方悬伸的第二区段的第三超导迹线。第一辅助区段耦合到第一区段上，并且悬置在第二空腔上方。第二辅助区段耦合到第二区段上，并且悬置在第二空腔上方。第一区段和第二区段彼此面对，并且在其间具有预定间隙。第一区段和第二区段被配置成接收激光的输出。第一辅助区段和第二辅助区段的材料的量是基于在接收到激光的输出时形成在第二超导迹线和第三超导迹线之间提供电短路的熔断球接头。

13、在一个实施例中，第一和第二辅助区段与第二和第三超导迹线在相同的金属平面上并且具有相同的超导材料。

14、在一个实施例中，第一和第二辅助区段与第一和第二超导迹线在同一平面上，但是由不同的材料构成以降低在形成熔断球接头时的熔化温度。

15、在一个实施例中，第二超导迹线和第三超导迹线具有第一晶向。第一超导迹线具有第二晶向。第一、第二和第三超导迹线在同一金属平面上。

16、根据一个实施例，超导连接系统具有包括衬底的反熔断器结构。存在具有在衬底中的空腔上方悬伸的第一区段的第一超导迹线。具有在衬底中的空腔上方悬伸的第二区段的第二超导迹线。第一区段和第二区段彼此面对，彼此平行，并且在其间具有预定间隙。第一区段和第二平行区段被配置成接收激光的输出。平行区段的第一和第二材料的量是基于在接收到激光的输出时形成各自在第一超导迹线和第二超导迹线之间提供电短路的多个熔断球接头。

17、在一个实施例中，存在一种熔断器结构，其包括具有第一节点和第二节点的第三超导迹线。第三超导迹线具有悬置在衬底中的第二空腔上方的部分。第一、第二和第三超导迹线具有相同的材料并且在同一金属平面上(例如，作为电路的其余部分)。第三超导迹线被配置为在悬置部分处接收激光的输出，以在接收到激光的输出时在第一节点和第二节点之间提供电开路。

18、在一个实施例中，第一超导迹线和第二超导迹线具有第一晶向。第三超导迹线具有第二晶向。

19、根据一个实施例，一种对超导部件编程的方法包括提供具有在衬底中的空腔上方悬伸的第一区段的第一超导迹线。提供具有在衬底中的空腔上方悬伸的第二区段的第二超导迹线。将第一辅助区段耦合到第一区段，并且将第一辅助区段悬置在空腔上方。将第二辅助区段耦合到第二区段上，并且悬置在空腔上方。第一区段和第二区段彼此面对，并且在其间具有预定间隙。将激光被施加到第一区段和第二区段以基于辅助区段形成在第一超导迹线和第二超导迹线之间提供电短路的熔断球接头。

20、在一个实施例中，第一辅助区段和第二辅助区段与第一超导迹线和第二超导迹线在同一平面上，但是由不同的材料构成以降低在形成熔断球接头时的熔化温度。

21、在一个实施例中，提供了具有第一节点和第二节点的第三超导迹线。第三超导迹线具有悬置在衬底中的第二空腔上方的部分。第一、第二和第三超导迹线是相同材料的并且在相同金属平面上。在悬置部分处将激光施加到第三超导迹线，以在第一节点和第二节点之间提供电开路。

22、在一个实施例中，第一超导迹线和第二超导迹线具有第一晶向，第三超导迹线具有第二晶向。

23、在一个实施例中，衬底包括硅(si)。通过用四甲基氢氧化铵(tmah)、氢氧化钾(koh)或四乙基氢氧化铵(teah)中的至少一种蚀刻衬底来产生衬底中的空腔。

24、从以下结合附图阅读的对本发明的说明性实施例的详细描述中，这些和其它特征将变得显而易见。