超导量子器件的制备与相关工艺研究

发布时间：2023-03-20 03:31

　　量子信息处理与量子计算是近几年信息领域的热点之一。在众多实现方案中,以超导量子电路方案最为热门。在经过将近三十年的发展后,该方案在量子模拟,量子计算以及基础科学研究等很多方面取得了不错的成果。发展到今天,一个超导芯片上通常集成十个以上量子比特,这对芯片设计与制作,以及多比特信息读取都提出了较高要求。本论文着重讲了我在实验室中的两个工作,分别是阻抗变换参量放大器的制备以及相关的空气桥的制备与改进。其中阻抗变换放大器通常被使用于多比特的信息读取,而空气桥技术则被用于压制量子芯片上来自于多个地面不共势而存在的寄生波模,以及提高芯片的空间利用率。文章首先介绍了量子信息的背景以及用于承载量子信息的基本单元——量子比特。继而介绍了众多量子比特实现方案中的一种:超导量子比特,以及它的三种主要形式。同时简单说明了量子信息的测量对大宽带,低噪声放大器的需求。接着简要介绍了在我的两个工作中都扮演重要角色的器件:超导共面波导,并且推导了在放大器设计中会用到的两个参数:阻抗和反射系数。接下来分别讲述我的两个工作:使用优化后的空气桥技术成功制作出了可以经受强超声的空气桥以及成功制备了800MHz带宽,10dB增...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 量子比特
        1.1.2 超导量子比特
    1.2 信息的读取与超导放大器
    1.3 小结
2 超导共面波导
    2.1 共面波导的特征阻抗和有效介电常数
    2.2 电磁波在共面波导中的传播与反射
3 一种简单的空气桥制作法
    3.1 概述
    3.2 制作流程
    3.3 测量结果与讨论
4 阻抗变换参量放大器
    4.1 参量放大器的原理
        4.1.1 约瑟夫森结
        4.1.2 SQUID
        4.1.3 SQUID对信号的放大
    4.2 阻抗变换器
5 参量放大器的制作
    5.1 阻抗变换器与电容的制作
        5.1.1 剥离工艺制作第一层
        5.1.2 刻蚀工艺制作第二层
        5.1.3 剥离工艺制作第三层
    5.2 第四层:SQUID的制作
    5.3 封装
    5.4 参量放大器的测量
6 总结与展望
致谢
参考文献
简历与科研成果



本文编号：3766595