[发明专利]一种搭载超导量子芯片的计算装置

说明书

本发明涉及量子计算技术领域，特别涉及一种搭载超导量子芯片的计算装置。本发明实施例提供一种搭载超导量子芯片的计算装置，包括超导量子芯片、第一壳体、低温流体管道和气体收集装置；所述低温流体管道包括管道部和散热部，所述管道部穿入所述第一壳体，所述散热部位于所述第一壳体中并与所述超导量子芯片贴合，所述散热部设置有散热孔，低温流体通过所述管道部流入所述散热部；所述气体收集装置通过集气管道与所述第一壳体连通，所述气体收集装置用于收集低温流体蒸发气化形成的气体。本发明实施例提供了一种搭载超导量子芯片的计算装置，能够为超导量子芯片提供超低温的计算环境。

技术领域

本发明涉及量子计算技术领域，特别涉及一种搭载超导量子芯片的计算装置。

背景技术

随着传统芯片上的元件的尺寸不断缩小，芯片的性能不断提高。但芯片上的元件如晶体管存在最小尺寸极限，当元件的尺寸达到纳米级别时，量子隧道效应的存在会显著降低计算机的计算结果。因此，计算速度和计算过量指数提升的量子芯片成为日后研究的主攻方向。

量子芯片基于量子纠缠实现其优异的性能。现有的量子芯片类型主要有三种，分别为超导、半导体和离子阱量子芯片。其中，超导量子芯片需要在超低温环境下工作，温度越低，量子芯片的性能越优异，越稳定。但是，目前缺乏能够为超导量子芯片提供毫开温度的装置。

发明内容

本发明实施例提供了一种搭载超导量子芯片的计算装置，能够为超导量子芯片提供超低温的计算环境。

本发明实施例提供一种搭载超导量子芯片的计算装置，包括超导量子芯片、第一壳体、低温流体管道和气体收集装置；

所述低温流体管道包括管道部和散热部，所述管道部穿入所述第一壳体，所述散热部位于所述第一壳体中并与所述超导量子芯片贴合，所述散热部设置有散热孔，低温流体通过所述管道部流入所述散热部；

所述气体收集装置通过集气管道与所述第一壳体连通，所述气体收集装置用于收集低温流体蒸发气化形成的气体。

在一种可能的设计中，所述气体收集装置设置有抽气泵，所述抽气泵用于将所述第一壳体中的气体抽入所述气体收集装置中。

在一种可能的设计中，包括两个所述低温流体管道，两个所述低温流体管道的两个所述散热部分别设置在所述超导量子芯片的两个最大面。

在一种可能的设计中，所述散热部沿厚度方向依次包括蒸发部分、屏蔽部分和导热绝缘部分，所述导热绝缘部分与所述超导量子芯片贴合，所述蒸发部分与所述管道部连通，所述散热孔设置在所述蒸发部分远离所述超导量子芯片的一侧，所述屏蔽部分用于屏蔽电磁波信号以防止电磁波对所述超导量子芯片的干扰，所述导热绝缘部分用于为所述超导量子芯片降温，所述导热绝缘部分的内部为腔体，所述腔体与所述管道部连通以流通低温流体。

在一种可能的设计中，所述屏蔽部分为用于屏蔽Ghz波段的超材料；

所述超材料包括周期排列层和基底层；

所述周期排列层由多个矩形周期单元周期排列组成。

在一种可能的设计中，所述周期单元由外到内依次包括第一圆环、正六边形环和第二圆环，所述第一圆环、所述正六边形环和所述第二圆环的几何中心和所述周期单元的几何中心重合。

在一种可能的设计中，所述周期单元的边长为6~9mm，所述第一圆环的环宽为2mm，外径为5~8mm，所述正六边形环的环宽为2mm，外径为4~7mm，所述第二圆环的环宽为1mm，外径为3~5mm；

所述周期排列层的厚度为0.5~0.8mm，所述基底层的厚度为2~3mm。

在一种可能的设计中，所述导热绝缘部分的制备材料包括硅橡胶、硅树脂、氧化铝、氮化硼和氮化铝中的至少一种。