[发明专利]一种液态金属量子处理器

说明书

本发明提供一种液态金属量子处理器，包括：含有液态金属结的电流闭合路径，所述液态金属结由至少一个基本结构单元组成，所述基本结构单元为液态金属‑绝缘层‑液态金属。本发明提供的液态金属量子处理器是一种新型的基于液态金属柔性材料的新概念宏观液态金属量子处理器，其中液态金属结相比于传统的由固体金属材料制成的约瑟夫森结，更易于切割、变形，降低液态金属量子处理器的生产成本，为智能化量子处理提供更高的灵活度。

技术领域

本发明涉及量子计算领域，尤其涉及一种液态金属量子处理器。

背景技术

近年来，结合固态电路和超导技术优势的超导量子处理器成为研究热点。量子计算的基本处理单元是量子比特，通过对量子态的调控,可以完成复杂的计算和信息处理。

目前已经提出多种实现量子比特的方法,包括核磁共振、离子阱、量子点、光学腔和超导电子器件等。在超导量子处理器中组成量子比特的基本元件是约瑟夫森结，该元件是两块超导体中间有一层很薄的绝缘层，该绝缘层成为一个势垒,电子能够隧穿过该势垒形成超导电流。

但是约瑟夫森结是一种固体器件，制造精度要求极高，中间层厚度不易灵活调整，整个器件的形状无法变形、分割，一旦制备出来，一般只能按其特定结构实现对应功能，在应用上会受到一定限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种液态金属量子处理器，包括：含有液态金属结的电流闭合路径，其中液态金属结相较传统的约瑟夫森结为柔性结构，更易于切割、变形，使液态金属量子处理器的制造和应用更灵活方便。

本发明提供的一种液态金属量子处理器，包括：含有液态金属结的电流闭合路径，所述液态金属结由至少一个基本结构单元组成，所述基本结构单元为液态金属-绝缘层-液态金属。

上述技术方案中，液态金属结的基本结构单元为“液态金属-绝缘层-液态金属”，与现有的由固体材料构成的约瑟夫森结“超导体-绝缘体-超导体”相比，用液态金属替代了固体超导体，使得液态金属结为柔性结构，易于切割、变形，使液态金属量子处理器的制造和应用更灵活方便。

优选地，所述绝缘层为液膜、液态金属氧化膜、液态金属化合物中的一种或多种。

优选地，所述基本结构单元为液态金属微纳米颗粒-绝缘层-液态金属微纳米颗粒。

优选地，所述液态金属微纳米颗粒的直径为1nm～10μm，更优选为10nm～1μm。

优选地，所述液态金属结由液态金属微纳米颗粒浸没在液体中形成。

优选地，所述液体为水性溶液、橄榄油或有机溶剂，更优选为水。

优选地，所述液体中加入表面活性剂，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂。

优选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。

优选地，所述液态金属为镓、铟、锡、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌铜合金、锡银铜合金、铋铅锡合金中的一种或多种。

本发明还提供上述液态金属量子处理器的制备方法，包括：将液态金属分散在液体中，待所述液态金属聚集粘连成稳定的金属液滴阵列，即得到所述液态金属结，将所述液态金属结接入电流闭合回路，即得所述液态金属量子处理器。

本发明提供的液态金属量子处理器是一种新型的基于液态金属柔性材料的新概念宏观液态金属量子处理器，其中液态金属结相比于传统的由固体金属材料制成的约瑟夫森结，更易于切割、变形，降低液态金属量子处理器的生产成本，为智能化量子处理提供更高的灵活度。

附图说明