МОДУЛЬ СВЕРХПРОВОДНИКОВОЙ СХЕМЫ ДЛЯ КВАНТОВЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ Российский патент 2023 года по МПК H10N69/00 

Настоящее изобретение относится к модулю сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, в частности, к модулю сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, включающему в себя держатель для подложки сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений.

В архитектуре квантовой вычислительной техники предпочтительно использовать кристаллы схемы, содержащие множество кубитов для обеспечения возможности выполнения полезных вычислений. Однако масштабирование кристаллов приводит к увеличению физического пространства, занимаемого кристаллом, до размера, при котором поддерживаются электромагнитные (ЭМ) моды с частотами, сравнимыми с рабочими частотами схемы для квантовых вычислений на кристалле. Например, прямоугольный кристалл, заключенный в проводящий материал и имеющий длины сторон более нескольких миллиметров (обе из которых превышают толщину) и высокую диэлектрическую проницаемость, равную приблизительно 10, может поддерживать электромагнитные моды в диапазоне частот от множества гигагерц до множества десятков гигагерц.

Такие электромагнитные моды кристалла почти всегда нежелательны, в частности, в диапазоне частот от множества гигагерц до множества десятков гигагерц. Эти частоты аналогичны требуемым рабочим частотам схем для квантовых вычислений и, таким образом, они могут мешать работе схемы для квантовых вычислений вследствие взаимодействия с модами схемы, например, модами кубита, другими элементами схемы и используемыми сигналами управления. Это может привести к потере когерентности в схеме, которую важно поддерживать, чтобы продлить срок службы схемы для выполнения с ее помощью эффективной квантовой обработки.

По мере увеличения размера кристалла схемы для квантовых вычислений частота моды кристалла с самой низкой частотой, которую она может поддерживать, уменьшается, а это приводит к тому, что на кристалл воздействует большее количество нежелательных мод в пределах пространства рабочих частот схем. Другая проблема, возникающая при масштабировании кристалла схемы для квантовых вычислений и увеличении количества элементов в схеме, заключается в том, что могут происходить нежелательные взаимодействия между модами схемы (например, перекрестные взаимодействия между кубитами), которые могут мешать работе схемы для квантовых вычислений.

Это означает, что проблемы, возникающие вследствие взаимодействий между модами кристалла и модами схемы, а также модами схемы и другими модами схемы, часто только усугубляются по мере масштабирования схем для квантовых вычислений как с точки зрения физических размеров, так и с точки зрения количества элементов схемы. Например, масштабирование схемы для квантовых вычислений на подложках с высокой диэлектрической проницаемостью до размеров свыше приблизительно 1 см на 1 см затруднено без принятия мер по устранению паразитных мод кристалла и/или их взаимодействия с модами схемы.

Один из способов подавления паразитных мод схемы и перекрестных взаимодействий состоит в образовании сквозных соединений, проходящих сквозь всю толщину подложки схемы. Для этого между элементами схемы применяют проводники, которые выполнены с возможностью ослабления и подавления паразитных мод схемы за счет уменьшения масштаба эффективных длин, на протяжении которых стоячие волны могут образовываться в кристалле, а также уменьшения перекрестных взаимодействий (например, между кубитами) за счет обеспечения проводников между элементами схемы, которые могут экранировать взаимодействия их полей (например, емкостные и/или индуктивные).

Однако применение сквозных соединений в кристаллах схемы приводит к дополнительному усложнению изготовления таких кристаллов и может отрицательно сказываться на работе сверхпроводниковых схем для квантовых вычислений. Это связано с тем, что такие схемы очень чувствительны к наличию примесей и дефектов, присутствие которых может быть связано с введением дополнительных этапов в процесс производства.

Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, которое обеспечивает более свободный диапазон частот для работы схем для квантовых вычислений.

В первом аспекте настоящего изобретения предложен модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, содержащий:

подложку, на которой образована сверхпроводниковая схема для квантовых вычислений, причем сверхпроводниковая схема для квантовых вычислений содержит множество элементов схемы, а подложка содержит одно или более отверстий, расположенных между множеством элементов схемы, причем одно или более указанных отверстий проходят сквозь толщину подложки; и

держатель, имеющий поверхность, на которой размещают подложку, и крышку, устанавливаемую на противоположную сторону подложки относительно держателя, причем держатель и крышка изготовлены из металла и/или сверхпроводника, а держатель содержит один или более выступов, расположенных на поверхности и выступающих из нее;

причем указанные один или более выступов проходят через указанные одно или более отверстий в подложке и контактируют с крышкой с обеспечением подавления электромагнитных мод в частотном диапазоне работы схемы для квантовых вычислений.

В настоящем изобретении предложен модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений. Модуль содержит подложку, держатель для подложки и крышку на противоположной стороне подложки относительно держателя. На подложке, например, на ее поверхности, образована сверхпроводниковая схема для квантовых вычислений, содержащая множество элементов схемы, таких как кубиты. Указанные одно или более отверстий образуют таким образом, что они проходят (насквозь) через подложку, причем эти отверстия расположены между (например, двумя или более) элементами схемы.

Подложка расположена на поверхности держателя, который изготовлен из металла и/или сверхпроводника. Держатель имеет один или более выступов, которые образованы на поверхности, на которую устанавливают подложку, и выступают из нее. Один или более выступов на держателе соответствуют одному или более отверстиям в подложке, так что выступ (выступы) проходит (проходят) через отверстия и вступают в контакт с крышкой (с ее внутренней поверхностью) (когда крышка размещена на держателе), так что выступы проходят сквозь толщину подложки между множеством элементов схемы. Этот путь тока между держателем и крышкой через выступ (выступы) обеспечивает предотвращение образования стоячих волн в кристалле (например, по всей площади кристалла), подавляя (например, по существу устраняя) электромагнитные моды внутри кристалла, которые состоят из таких стоячих волн. Благодаря этому изменяется форма поля и частоты электромагнитных мод кристалла (например, ограничиваются все моды между краем подложки и выступом (-ами) или между выступами при наличии множества выступов), что позволяет подавить присутствующие в модуле электромагнитные моды, которые неблагоприятно влияют на работу схемы для квантовых вычислений.

Таким образом, понятно, что на отдельной подложке и держателе модуля могут быть размещены проводящие элементы (т.е. выступы держателя) между элементами схемы для квантовых вычислений. Вследствие наличия выступов уменьшается масштаб длин, на протяжении которых могут возникать стоячие волны, и, таким образом, повышается частота электромагнитных мод с самой низкой частотой. Это позволяет подавить (например, существенно устранить) возникающие электромагнитные моды кристалла с частотами, аналогичными требуемым рабочим частотам схемы для квантовых вычислений. Это позволяет уменьшить помехи, оказываемые нежелательными модами кристалла на работу схемы для квантовых вычислений.

Наличие отверстий и выступов между элементами схемы также позволяет ограничить моды кристалла (например, моды, которые по существу находятся внутри «кристалла», т.е. подложки и схемы, образованной на ней) и моды схемы (например, моды кубита, моды резонатора, моды линий управления и т. д.), которые возникают в определенных областях модуля и, следовательно, схемы для квантовых вычислений, например, между выступами. Это может позволить улучшить адресуемость (возможность независимой адресации) элементов схемы и уменьшить нежелательные взаимодействия (например, перекрестные взаимодействия между кубитами) в схеме для квантовых вычислений во время ее работы.

Выполнение держателя, крышки и подложки в виде отдельных компонентов также позволяет минимизировать количество этапов производства, требуемых для изготовления подложки и схемы для квантовых вычислений. Предпочтительно подложка, держатель и крышка выполнены в виде отдельных компонентов. Например, держатель и крышка могут быть изготовлены отдельно от подложки (и отдельно друг от друга), так что может просто потребоваться образовать отверстия сквозь всю толщину подложки. Это позволяет минимизировать количество дефектов и примесей в этих деталях.

Уменьшение помех, перекрестных взаимодействий, а также присутствия примесей и дефектов в схеме для квантовых вычислений позволяет обеспечить чистую электромагнитную среду для работы схемы для квантовых вычислений, а также позволяет масштабировать схемы для квантовых вычислений для создания кристаллов большего размера с применением большего количества, например, кубитов, без увеличения количества паразитных взаимодействий электромагнитной моды. Это позволяет увеличить продолжительность периода когерентности элементов схемы для квантовых вычислений во время ее работы и, таким образом, улучшить условия для выполнения квантовых вычислений.

Заявитель также установил, что конструкция согласно настоящему изобретению с держателем, крышкой и подложкой, выполненными в виде отдельных компонентов, обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с подложкой, содержащей сквозные соединения. Это связано с тем, что сквозные соединения способны устранять только моды кристалла. Таким образом, если между корпусом, окружающим кристалл, и кристаллом имеются зазоры, в них могут присутствовать паразитные моды, которые могут мешать работе схемы для квантовых вычислений, поскольку эти моды не устраняются сквозными соединениями. За счет того, что выступы держателя согласно настоящему изобретению проходят через отверстия в подложке и контактируют с крышкой, эти выступы проходят через области зазоров вблизи кубитов, защищая их также от паразитных мод зазора.

Подложка может представлять собой любую подложку, пригодную и требуемую для образования сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений на подложке, например, для использования в сверхпроводящей среде. Подложка предпочтительно представляет собой подложку с высокой диэлектрической проницаемостью. Подложка может быть изготовлена из любого пригодного и требуемого материала, например кремния или сапфира.

Подложка может иметь любую пригодную и требуемую форму. В одном варианте осуществления подложка является по существу плоской (за исключением отверстий, проходящих сквозь толщину подложки).

Множество элементов схемы для квантовых вычислений может включать любые пригодные и требуемые элементы схемы. В одном варианте осуществления множество элементов схемы включают одно или более (например, все) из: кубита (например, содержащего джозефсоновский переход и сверхпроводящие электроды), линии управления и считывающего элемента (например, резонатора). Предпочтительно множество элементов схемы включают множество наборов кубитов, линию управления и считывающий элемент. Элементы схемы могут быть размещены любым подходящим и требуемым способом, как, например, описано в предыдущей заявке этого же заявителя, опубликованной как WO 2017/021714 A1, в которой сверхпроводящие электроды кубита коаксиальны и копланарны, а линия управления и/или считывающий элемент расположены вне плоскости по отношению к кубиту. Следует понимать, что в конструкцию модуля схемы для квантовых вычислений согласно настоящему изобретению (по меньшей мере в предпочтительных вариантах осуществления) может быть включена указанная компоновка схемы для квантовых вычислений.

В предпочтительном варианте осуществления множество элементов схемы включает множество кубитов, а также, например, линии управления и считывающие элементы. Кубиты могут иметь любой подходящий и требуемый размер и могут быть расположены на любом подходящем и требуемом расстоянии друг от друга. В одном варианте осуществления кубиты имеют максимальный размер от 0,1 мм до 1 мм. В одном варианте осуществления множественные кубиты расположены на расстоянии от соседних кубитов, находящемся в диапазоне от 0,2 мм до 2 мм.

Элементы схемы для квантовых вычислений предпочтительно образованы на поверхности подложки. Предпочтительно толщина подложки значительно меньше ее двух других размеров (например, длины и ширины), например, в направлениях, перпендикулярных толщине подложки. Таким образом, предпочтительно, чтобы подложка имела две грани на противоположных сторонах подложки (разделенных на толщину подложки), на которых могут быть образованы элементы схемы. Предпочтительно одна из этих граней обращена по направлению к поверхности держателя, когда подложка помещена на держатель.

В одном варианте осуществления элементы схемы образованы только на одной грани подложки, например, на грани, противоположной поверхности держателя. В другом варианте осуществления элементы схемы образованы на обеих гранях подложки. Следует понимать, что это возможно благодаря тому, что в настоящей конструкции модуля проводящие элементы (т. е. выступы держателя) выполнены отдельно от подложки. И напротив, на подложке, содержащей сквозные соединения (которые выполнены за одно целое с подложкой), элементы схемы могут быть размещены на обеих сторонах подложки; однако это предполагает осуществление сложного многоступенчатого процесса изготовления. Таким образом, конструкция модуля согласно настоящему изобретению по-прежнему совместима с широким диапазоном конструкций схемы.

В одном варианте осуществления подложка не прикреплена жестко (например, не приклеена или присоединена иным способом) к держателю или крышке в модуле. Вместо этого, например, подложка (например, грань подложки) может просто опираться на поверхность держателя и/или крышки. Кроме того, благодаря этому в некоторых вариантах осуществления элементы схемы для квантовых вычислений могут быть образованы на грани подложки, которая обращена к поверхности держателя (и, таким образом, например, на обеих гранях подложки).

Держатель и крышка могут быть выполнены из любого пригодного и требуемого металла и/или сверхпроводника, например из сверхпроводящего металла. В одном варианте осуществления металл представляет собой алюминий.

Держатель может иметь любую подходящую и требуемую форму для приема подложки. В одном варианте осуществления поверхность для приема подложки является по существу плоской (за исключением выступов). В одном варианте осуществления держатель по существу представляет собой кубоид.

В одном варианте осуществления на поверхности для приема подложки на грани держателя, например, на грани кубоида, образована выемка. Другими словами, держатель может содержать обод, расположенный вокруг поверхности (и выступающий над ней) для приема подложки.

Поверхность может иметь выемку с любую подходящей и требуемой глубиной. В одном варианте осуществления поверхность имеет выемку на грани держателя, имеющую глубину, по существу равную толщине подложки, например, обод имеет высоту, по существу равную толщине подложки. Таким образом, предпочтительно, чтобы при установке подложки на поверхность подложка (например, ее наружная поверхность) была размещена по существу заподлицо с гранью держателя (и, например, обода).

В одном варианте осуществления выступы на поверхности проходят в направлении, по существу перпендикулярном (например, плоской) поверхности. Таким образом, отверстия в подложке предпочтительно проходят в направлении, по существу перпендикулярном поверхности (например, грани) подложки.

Один или более выступов на поверхности держателя могут иметь любую подходящую и требуемую форму, размеры и расстояние между ними. Предпочтительно имеется множество выступов, расположенных на поверхности и выступающих из нее. Выступы могут быть расположены любым подходящим и требуемым образом (например, по положению и/или количеству) относительно элементов схемы (например, кубитов). В одном варианте осуществления держатель содержит по меньшей мере столько выступов, сколько имеется кубитов в схеме для квантовых вычислений на подложке. В одном варианте осуществления выступы расположены таким образом, что между каждыми двумя следующими друг за другом выступами имеется множество элементов схемы (например, кубитов). Таким образом, например, может присутствовать по меньшей мере столько же элементов схемы (например, кубитов), сколько имеется выступов.

Предпочтительно отверстие (-я) в подложке соответствует по форме и (является немного большим) размеру выступу (-ам) держателя, так что при размещении подложки на держателе выступ (выступы) входит в отверстие (-я). Предпочтительно в подложке образовано множество отверстий. Как и в случае с выступами, подложка аналогично может содержать по меньшей мере столько отверстий, сколько кубитов имеется в схеме для квантовых вычислений на подложке. В одном варианте осуществления отверстия расположены таким образом, что между каждыми двумя следующими друг за другом отверстиями имеется множество элементов схемы (например, кубитов). Таким образом, например, может присутствовать по меньшей мере столько же элементов схемы (например, кубитов), сколько имеется отверстий. Предпочтительно подложка содержит столько отверстий, сколько выступов имеется на поверхности держателя.

Одно или более отверстий (и, таким образом, соответствующие один или более выступов) могут быть размещены между множественными элементами схемы любым подходящим и требуемым способом, например, в виде конфигурации, которая обеспечивает подавление мод кристалла в частотном диапазоне работы схемы для квантовых вычислений. Предпочтительно одно или более отверстий расположены между множественными элементами схемы, причем один или более выступов проходят по меньшей мере через часть толщины подложки между множественными элементами схемы.

Предпочтительно одно или более отверстий (и, таким образом, один или более выступов) расположены среди кубитов (например, между кубитами (например, с перемежением)) схемы для квантовых вычислений, образованных на подложке. Предпочтительно один или более выступов (и, таким образом, одно или более отверстий) расположены таким образом, что они проходят между (например, смежными) кубитами. Это позволяет уменьшить нежелательные взаимодействия между модами схемы (например, уменьшить перекрестные взаимодействия между смежными кубитами) в дополнение к подавлению паразитных электромагнитных мод. В одном варианте осуществления выступы расположены в виде сетки (например, правильной геометрической формы), например соответствующей сетке (например, правильной геометрической формы) кубитов в схеме для квантовых вычислений.

Следует понимать, что отверстия и соответствующие выступы могут быть расположены в виде любой подходящей и требуемой конфигурации для обеспечения подавления мод кристалла и, например, мод схемы, в рабочем диапазоне частот схемы для квантовых вычислений, например, ограничения мод вблизи отдельных кубитов (таким образом, чтобы моды не распространялись на множество кубитов). В предпочтительном варианте осуществления максимальное расстояние между смежными отверстиями и/или выступами соответствует моде кристалла, имеющей частоту (например, с которой она может поддерживаться), превышающую (например, значительно превышающую) максимальную рабочую частоту схемы для квантовых вычислений.

Предпочтительно расположение (например, размер и интервал) выступов и соответствующих отверстий связано (например, совпадает) с расположением (например, размером и интервалом) элементов (например, кубитов) схемы для квантовых вычислений на подложке. В одном варианте осуществления, если держатель содержит множество выступов, расстояние от них до соседних выступов составляет от 0,2 мм до 2 мм (и аналогично для отверстий, в которые входят соответствующие выступы).

Предпочтительно один или более выступов (например, каждый) имеют высоту (т. е. длину в направлении, в котором они выступают из поверхности держателя) от 0,2 мм до 1 мм (например, приблизительно 0,5 мм).

Чтобы контактировать с крышкой, один или более выступов могут частично проходить сквозь толщину подложки, а крышка может содержать соответствующие выступы (проходящие от поверхности крышки), которые также частично проходят сквозь толщину подложки (с другой стороны подложки), так что один или более выступов держателя контактируют с соответствующим одним или более и выступами крышки. Если крышка содержит один или более выступов, предпочтительно, чтобы необязательные и предпочтительные признаки, описанные в данном документе в отношении одного или более выступов держателя, также относились к одному или более выступам крышки.

Как обсуждалось выше, следует понимать, что высота выступа (-ов) может зависеть от того, насколько далеко выступ (выступы) проходит через подложку. Таким образом, в одном варианте осуществления один или более выступов (например, каждый) имеют высоту, которая превышает половину толщины подложки или равна ей, например, по существу, равна толщине подложки.

Однако предпочтительно, чтобы один или более выступов (держателя) проходили сквозь всю толщину подложки, чтобы контактировать с крышкой. Таким образом, предпочтительно, чтобы высота одного или более выступов (например, каждого выступа) превышала толщину подложки или была равна ей. Заявитель обнаружил, что если выступы проходят сквозь всю толщину подложки, это, в частности, может обеспечивать эффективное подавление (например, по существу устранение) электромагнитных мод в рабочем диапазоне частот схемы для квантовых вычислений.

Если держатель содержит выемку или обод, предпочтительно, чтобы глубина выемки или высота обода были по существу равны высоте одного или более выступов. Таким образом, предпочтительно, чтобы глубина выемки или высота обода составляла от 0,2 мм до 1 мм (например, приблизительно 0,5 мм).

Предпочтительно один или более выступов (например, каждый выступ) имеют ширину (т. е. длину в направлении, параллельном поверхности держателя) от 0,2 мм до 1 мм (например, приблизительно 0,5 мм). Таким образом, предпочтительно, чтобы одно или более отверстий (например, каждое отверстие) имели ширину (т. е. длину в направлении, параллельном грани подложки) от 0,2 мм до 1 мм (например, приблизительно 0,5 мм).

Предпочтительно, чтобы один или более выступов и (соответствующее) одно или более отверстий были (например, каждое) по существу цилиндрическими. Таким образом, например, один или более выступов (например, каждый) имеют поперечное сечение (в плоскости, по существу параллельной поверхности держателя), которое по существу постоянно в направлении, в котором проходит один или более выступов, например, в направлении, по существу перпендикулярном поверхности держателя. Соответственно, например, одно или более отверстий (например, каждое) имеют поперечное сечение (в плоскости, по существу параллельной грани подложки, т. е. по существу перпендикулярной толщине подложки), которое по существу постоянно в направлении, в котором эти отверстия проходят сквозь подложку, например, в направлении, по существу перпендикулярном грани подложки (т.е. по существу параллельном толщине подложки).

Таким образом, один или более выступов (например, каждый) могут иметь форму стенки или штыря, а (соответствующее) одно или более отверстий (например, каждое) могут иметь форму канала или отверстия в форме штыря. В одном варианте осуществления один или более выступов и одно или более отверстий (например, каждое) имеют круглое поперечное сечение (и, таким образом, ось цилиндра выступа или отверстия), которое расположено в направлении, по существу перпендикулярном поверхности держателя или грани подложки (т.е. по существу параллельном толщине подложки).

В предпочтительном варианте осуществления дальний конец (например, каждого из) одного или более выступов является коническим, например, закругленным или заостренным. Это позволяет обеспечить контакт дальнего конца (концов) одного или более выступов с крышкой. Заявитель установил, что по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения небольшие зазоры между выступом (-ами) и крышкой могут вызвать проблемы при отсутствии средств для подавления мод. Например, проблему может вызвать зазор величиной всего в 1 мкм.

Один или более выступов (и соответствующие отверстия) могут быть скомпонованы (например, по форме, размеру и/или положению) для обеспечения возможности подавления (например, по существу устранения) любых соответствующих и требуемых электромагнитных мод (например, мод кристалла) в частотном диапазоне работы схемы для квантовых вычислений. В одном варианте осуществления один или более выступов выполнены с возможностью подавления (например, по существу устранения) всех электромагнитных мод (например, мод кристалла) в частотном диапазоне работы схемы для квантовых вычислений.

Однако в некоторых вариантах осуществления один или более выступов могут быть скомпонованы (например, размещены) с возможностью подавления некоторых (но не всех) электромагнитных мод (например, мод кристалла) в частотном диапазоне работы схемы для квантовых вычислений. Например, один или более выступов могут быть скомпонованы (например, размещены) с возможностью инициирования и использования мод кристалла. Это может быть использовано, например, для обеспечения дальних взаимодействий между кубитами, которые могут быть использованы для создания квантовых схем с определенными взаимосвязями.

Например, если модуль содержит множество выступов, некоторые из выступов (и соответствующие отверстия в подложке) могут быть расположены ближе друг к другу (например, для подавления мод и ограничения их проникновения за пределы отдельных кубитов), в то время как другие выступы могут быть расположены дальше друг от друга (или, например, на расстоянии от края подложки), чтобы моды существовали и распространялись между кубитами. Таким образом, расстояние между выступами и соответствующими отверстиями может быть выбрано соответствующим образом.

Рабочий диапазон частот схемы для квантовых вычислений может представлять собой любой подходящий и требуемый диапазон частот, который подходит для выполнения вычислений в схеме для квантовых вычислений. В одном варианте осуществления диапазон рабочих частот составляет от 4 ГГц до 12 ГГц. Хотя выступ (выступы), проходящий в отверстие (-я) в подложке, способен подавлять электромагнитные моды только в рабочем диапазоне частот схемы для квантовых вычислений, предпочтительно выступ (выступы), проходящий в отверстие (-я) в подложке выполнен с возможностью подавления электромагнитных мод в более широком диапазоне частот.

В одном варианте осуществления выступ (выступы), проходящий в отверстие (-я) в подложке, выполнен с возможностью подавления электромагнитных мод, имеющих частоту менее 12 ГГц, например, менее 15 ГГц, например, менее 20 ГГц.

В одном варианте осуществления в держателе имеется один или более проемов, проходящих сквозь поверхность держателя, причем модуль схемы для квантовых вычислений содержит один или более проводов, расположенных с возможностью их пропускания через один или более проемов, соответственно, для подключения к схеме (например, множеству элементов схемы) для квантовых вычислений. Наличие проема (-ов) в держателе позволяет прокладывать проводку управления для схемы для квантовых вычислений, например, для адресации кубитов.

Следует понимать, что если элементы схемы расположены таким образом, что линия управления и/или считывающий элемент находятся вне плоскости по отношению к кубиту, например, как описано в предыдущей заявке этого же заявителя, опубликованной как WO 2017/021714 A1, обеспечение проемов в держателе для пропускания линии управления и/или считывающего элемента (и, например, их соединительных проводов) позволяет создать компактный и хорошо скомпонованный модуль. Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения применимы для прокладки навесной проводки управления (и создания схем для квантовых вычислений, имеющих такую проводку). Такие конфигурации можно считать более масштабируемыми, чем конфигурации, в которых проводка управления реализована в кристалле.

Один или более проемов в держателе предпочтительно расположены между (например, с перемежением) одним или более выступами, например, таким образом, чтобы они соответствовали элементам (например, кубитам) схемы для квантовых вычислений, образованной на подложке. Это позволяет подключить элементы схемы для квантовых вычислений к навесной проводке управления.

Крышка расположена напротив подложки относительно держателя, например, подложка находится между держателем и крышкой. Крышка позволяет защитить элементы схемы от внешнего электромагнитного излучения и дополнительно уменьшить паразитные электромагнитные моды, которые могут возникнуть в модуле. В одном варианте осуществления крышка скомпонована с держателем с возможностью охвата подложки, например, если держатель содержит обод.

Крышка может иметь любой подходящий и требуемый размер. Предпочтительно крышка выступает по меньшей мере за периметр подложки (например, поверхность крышки, которая обращена к подложке, имеет размеры, которые превышают соответствующие размеры грани подложки, которая обращена к крышке, или равны им).

В одном варианте осуществления в крышке имеется один или более проемов, проходящих сквозь крышку, причем модуль схемы для квантовых вычислений содержит один или более проводов, расположенных с возможностью их пропускания через один или более проемов, соответственно, для подключения к схеме (например, множеству элементов схемы) для квантовых вычислений. Как и в случае проемов в держателе, проемы в крышке также позволяют обеспечить пути для соединительных проводов к схеме для квантовых вычислений, например, если схема для квантовых вычислений имеет навесную проводку управления, и, в частности, если элементы схемы для квантовых вычислений образуют на обеих гранях подложки. Если в указанном последнем случае проемы образованы как в держателе, так и в крышке, это позволяет легко обеспечить доступ к элементам схемы на обеих гранях подложки и подключить их.

Крышка (например, поверхность крышки) предпочтительно выполнена с возможностью ее размещения на расстоянии от элементов схемы на подложке (например, на грани подложки), чтобы крышка не контактировала с элементами схемы, образованными на подложке (например, если по меньшей мере некоторые из элементов схемы расположены на грани подложки, обращенной к крышке). Это позволяет избежать короткого замыкания элементов схемы для квантовых вычислений (например, относительно поверхности крышки, обращенной к подложке).

Крышка может иметь любую подходящую и требуемую форму. В одном варианте осуществления крышка является по существу плоской. В одном варианте осуществления крышка по существу представляет собой кубоид. Предпочтительно форма крышки дополняет форму держателя (и, например, подложки), например, с возможностью охвата подложки.

В одном варианте осуществления крышка содержит вырезы на ее поверхности, соответствующие элементам схемы на подложке и обращенные к ним (например, элементам схемы, расположенным на грани подложки, обращенной к крышке), чтобы крышка была расположена на расстоянии от элементов схемы на подложке.

В одном варианте осуществления крышка расположена на расстоянии от (например, (всей) грани) подложки таким образом, чтобы крышка была расположена на расстоянии от элементов схемы на подложке.

Крышка может быть размещена на расстоянии от подложки любым подходящим и требуемым способом. Например, выемка в держателе может иметь глубину, превышающую толщину подложки, чтобы грань подложки, обращенная к крышке, находилась на расстоянии от крышки. Еще в одном примере крышка может содержать такую выемку, чтобы крышка находилась на расстоянии от подложки. Еще в одном примере выступ (выступы) на держателе может иметь высоту, превышающую толщину подложки, чтобы выступ (выступы) проходил сквозь толщину подложки и выходил за ее пределы, чтобы крышка (которая, например, размещена с возможностью примыкания к выступу (-ам)) находилась на расстоянии от подложки.

Если подложка содержит элементы схемы на грани подложки, обращенной к держателю, предпочтительно, чтобы держатель (например, поверхность держателя) был выполнен с возможностью его размещения на расстоянии от элементов схемы на подложке (например, грани подложки), например, по аналогии с крышкой. Таким образом, например, на поверхности держателя могут быть образованы вырезы, соответствующие элементам схемы на подложке и обращенные к ним (например, элементам схемы, расположенным на грани подложки, обращенной к держателю), чтобы держатель был расположен на расстоянии от элементов схемы на подложке.

Один или более выступов могут контактировать с крышкой любым подходящим и требуемым образом. Предпочтительно один или более (например, каждый из одного или более) выступов расположены с возможностью образования электропроводящего контакта с крышкой.

В одном варианте осуществления крышка содержит одно или более углублений (на поверхности крышки, обращенной к подложке), соответствующих (например, по форме, размеру и/или положению) одному или более выступам (и одному или более отверстиям в подложке), причем указанное углубление (-я) выполнено с возможностью приема (например, конического дальнего (-их) конца (-ов)) одного или более выступов, так что один или более выступов контактируют с крышкой в соответствующем одном или более углублениях. Углубления облегчают определение местоположения соответствующего одного или более выступов и позволяют обеспечить надежный контакт между выступом (-ами) и крышкой.

Предпочтительно крышка содержит некоторое количество проводящего материала в одном или более углублениях (например, в каждом из них), причем этот материал является более мягким (например, более податливым и/или пластичным), чем металл крышки. Проводящий материал в углублении (-ях) позволяет обеспечить надежный (например, электропроводящий) контакт между выступом (-ами) и крышкой (т. е. один или более выступов (например, каждый из них) расположены с возможностью приведения в контакт с проводящим материалом в соответствующем одном или более углублений). Предпочтительно проводящий материал деформируется при контакте с одним или более выступами. Следует понимать, что указанная деформация позволяет обеспечить соответствие любым производственным допускам крышки и выступа (-ов), а также позволяет избежать необходимости согласования формы и/или размера (например, углубления (-й)) крышки с формой и/или размером выступа (-ов). Предпочтительно проводящий материал представляет собой металл, например, индий.

В одном варианте осуществления держатель и крышка имеют обработанную поверхность (т.е. их поверхности были подвергнуты обработке). Это позволяет обеспечить (например, сверх-) чистоту поверхности и, таким образом, избежать образования загрязнений или дефектов в модуле схемы для квантовых вычислений. Обработка поверхности может быть осуществлена любым подходящим и требуемым способом, например, с помощью травления.

Держатель, подложка и крышка могут быть изготовлены любым подходящим и требуемым способом. В одном варианте осуществления одно или более из держателя, подложки и крышки могут быть изготовлены с использованием лазерной обработки, обработки с применением числового программного управления (ЧПУ) или механической микрообработки. Отверстия в подложке могут быть образованы до или после изготовления элементов схемы на подложке.

Предпочтительно модуль схемы для квантовых вычислений и, в частности, держатель и крышка, выполнены с возможностью охлаждения с помощью (например, криогенной) системы охлаждения, например, если держатель изготовлен из сверхпроводника. Таким образом, настоящее изобретение распространяется на сверхпроводящую квантовую вычислительную систему, содержащую модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений согласно варианту осуществления настоящего изобретения и (например, криогенную) систему охлаждения, выполненную с возможностью охлаждения держателя и крышки (например, до температур сверхпроводимости). Таким образом, предпочтительно, чтобы держатель и крышка, которые образованы из металла или сверхпроводника, охлаждались системой охлаждения для охлаждения подложки (например, до температур сверхпроводимости).

Следует понимать, что по меньшей мере в предпочтительных вариантах осуществления конструкция держателя и крышки позволяет максимизировать площадь контакта поверхности с подложкой (на которой расположены элементы схемы), что позволяет улучшить тепловую связь подложки с системой охлаждения (и, таким образом, позволяет максимизировать скорость передачи тепла от подложки) для охлаждения подложки (например, до температур сверхпроводимости).

Может быть использована любая подходящая и требуемая (например, криогенная) система охлаждения, например, рефрижератор растворения.

Далее исключительно в качестве примера будет описан предпочтительный вариант осуществления со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 показана подложка модуля сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, показанного на фиг. 1;

на фиг. 3 показана крышка модуля сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, показанного на фиг. 1;

на фиг. 4 представлено поперечное сечение части модуля сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 5 и 6 представлены графики электромагнитной моды с самой низкой частотой, генерируемой сверхпроводниковыми схемами для квантовых вычислений;

на фиг. 7 представлен график частотных спектров генерируемых электромагнитных мод для различных модулей сверхпроводниковых схем для квантовых вычислений.

Масштабирование кристаллов для квантовых вычислений для включения множества кубитов приводит к увеличению физического пространства, занимаемого кристаллом, до размера, при котором поддерживаются электромагнитные моды с частотами, сравнимыми с рабочими частотами схемы для квантовых вычислений на кристалле. Такие паразитные электромагнитные моды кристалла могут мешать работе схемы для квантовых вычислений, что приводит к нежелательному отсутствию когерентности в кубитах. В описанном ниже варианте осуществления настоящего изобретения предложен модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, в котором обеспечено подавление указанных паразитных мод, а также перекрестных взаимодействий.

На фиг. 1 показан модуль 1 сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Модуль 1 включает в себя подложку 2, держатель 3 для подложки 2 и крышку 4. Модуль 1 показан на фиг. 1 в разобранном виде, например, до сборки.

На фиг. 2 показана подложка 2 модуля 1 сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, показанного на фиг. 1. Подложку обычно изготавливают из кремния или сапфира. Схему 5 для квантовых вычислений создают на поверхности подложки 2 (аналогичная схема также может быть создана на противоположной грани подложки 2).

Схема 5 для квантовых вычислений включает в себя множество кубитов 6, расположенных в виде сетки правильной геометрической формы. Кубиты 6 соединены между собой соответствующими межсоединениями 7. Кубиты 6 адресуются соответствующими линиями управления и считывающими элементами, как, например, раскрыто в предыдущей заявке того же заявителя, опубликованной как WO 2017/021714 A1.

Множество отверстий 8 образовано (например, механически) сквозь всю толщину подложки 2. Отверстия 8 расположены в виде сетки правильной геометрической формы с перемежением кубитов 6. (Аналогичным образом, на обратной стороне подложки 2 кубиты и их межсоединения образованы между отверстиями 8).

Возвращаясь к фиг. 1, отметим, что держатель 3 модуля 1 сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, который изготовлен из алюминия (или другого пригодного сверхпроводящего металла), имеет по существу кубовидную форму. На верхней поверхности 9 держателя 3 имеется выемка 10, образованная на поверхности 9 таким образом, что обод 11 проходит по периметру верхней поверхности 9. Глубина выемки 10 по существу равна толщине подложки 2, так что, когда подложку 2 помещают на верхнюю поверхность 9 держателя 3, верхняя грань подложки 2 расположена заподлицо с ободом 11 держателя 3.

На верхней поверхности 9 держателя 3 в выемке 10 образовано множество цилиндрических выступов 12. Выступы 12 по положению и количеству соответствуют отверстиям 8, образованным в подложке 2. Выступы 12 имеют немного меньший диаметр их цилиндрической формы по сравнению с соответствующим диаметром отверстий 8 в подложке 2 и высоту, которая немного превышает толщину подложки 2, так что, когда подложку 2 помещают на верхнюю поверхность 9 держателя 3, а крышку 4 помещают поверх держателя 3, чтобы закрыть подложку 2, выступы 12 проходят сквозь соответствующие отверстия 8, а верхняя часть выступов 12 контактирует с внутренней поверхностью крышки 4.

Множество проемов 13 образовано в держателе 3 внутри выемки 10. Аналогичным образом, в крышке 4 образовано множество проемов 14. Проемы 13, 14 в держателе 3 и крышке 4 по количеству и положению соответствуют кубитам 6, образованным на подложке 2. Проемы 13, 14 позволяют проложить навесную проводку управления через держатель 3 и крышку 4 для подключения к кубитам 6 схемы 5 для квантовых вычислений.

На фиг. 3 показана нижняя сторона крышки 4. Видны проемы 14 в крышке 4, а также вырезанные каналы 15, проходящие между проемами 14. Вырезанные каналы 15 соответствуют по положению и количеству межсоединениям 7 между кубитами 6 схемы 5 для квантовых вычислений. Ширина вырезанных каналов 15 превышает ширину межсоединений 7, так что, когда крышку 4 помещают поверх подложки 2, крышка 4 не соприкасается (и, следовательно, не замыкает) элементы схемы для квантовых вычислений 5. (Если схема для квантовых вычислений образована на противоположной грани подложки 2, аналогичные вырезанные каналы могут быть созданы между отверстиями 13, образованными в держателе 3).

На обратной стороне крышки 4, изображенной на фиг. 3, также показано множество углублений 16, образованных на нижней стороне крышки 4. Углубления 16 соответствуют по положению и количеству отверстиям 8, образованным в подложке 2, и, таким образом, также выступам 12 держателя 3.

На фиг. 4 показано поперечное сечение части модуля 1 сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений. На фиг. 4 показан держатель 3, крышка 4 и подложка 2 вокруг углубления 16 в крышке 4, отверстия 8 в подложке 2 и выступа 12 держателя 3. Выступ 12 имеет конический дальний конец 17, который проходит через отверстие 8 в подложке 2 и совмещается с углублением 16 в крышке 4. Углубление 16 (и все другие углубления 16 в крышке 4) имеет диаметр его цилиндрической формы, который немного превышает соответствующий диаметр выступа 12, так что выступ 12 входит в углубление 16.

Углубление 16 (и все другие углубления 16 в крышке 4) почти полностью заполнено индием 18. Индий 18 представляет собой мягкий металл, который деформируется, когда подложка 2 находится между крышкой 4 и держателем 3, так что конический дальний конец 17 выступа 12 проходит в область с индием 18. Это позволяет обеспечить надлежащее проводящее соединение между держателем 3 и крышкой 4.

Компоненты модуля 1 сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений изготавливают с использованием лазерной обработки, обработки с применением числового программного управления (ЧПУ) или механической микрообработки.

Далее будет описано использование модуля 1 сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений со ссылкой на фиг. 1, 2, 3 и 4, а также на фиг. 5, 6 и 7. На фиг. 5 представлен график распределения величины электрического поля моды кристалла с самой низкой частотой в сапфировой подложке 2 размером 1 см x 1 см, в которой отсутствуют сквозные отверстия (и, следовательно, отсутствуют выступы, проходящие сквозь подложку 2). На фиг. 6 представлен график распределения величины электрического поля моды кристалла с самой низкой частотой, генерируемой сверхпроводниковой схемой для квантовых вычислений на сапфировой подложке 2 размером 1 см x 1 см, которая заключена в держатель 3 и крышку 4, показанные на фиг. 1-4. На фиг. 7 представлен график частотных спектров генерируемых электромагнитных мод для различных модулей сверхпроводниковых схем для квантовых вычислений.

После образования схемы 5 для квантовых вычислений на подложке 2 элементы схемы 5 для квантовых вычислений подключают к навесной проводке, используемой для управления вычислениями, выполняемыми с помощью схемы 5 для квантовых вычислений. Подложку 2 вставляют в выемку 10 в держателе 3 таким образом, чтобы она располагалась на верхней поверхности 9 держателя 3, а выступы 12 проходили сквозь всю толщину подложки. Крышку 4 помещают поверх подложки 2, и, таким образом, крышка закрывает подложку, так что выступы 12 контактируют с нижней стороной крышки 4 через области с индием 18 в углублениях 16 на нижней стороне крышки 4. Навесная проводка управления проходит через проемы 13, 14 в держателе 3 и крышке 4 и соответствующим образом подключена к схеме управления.

Модуль 1 сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений помещают в соответствующую криогенную систему, чтобы обеспечить ее работу при температуре сверхпроводимости.

Во время работы схемы 5 для квантовых вычислений над подложкой 2 устанавливаются электромагнитные моды. Если схема 5 для квантовых вычислений образована на подложке 2, не имеющей сквозных отверстий (и, следовательно, отсутствуют выступы, проходящие через них), распределение генерируемой электромагнитной моды 20 с самой низкой частотой (в одном конкретном режиме работы) будет таким, как показано на графике на фиг. 5. Это распределение моды 20 с самой низкой частотой показывает, что генерируемая мода 20 распространяется по всей подложке 2 и, таким образом, проходит между кубитами 6 схемы 5 для квантовых вычислений. Эта мода имеет частоту приблизительно 7 ГГц и, вероятно, приведет к возникновению помех и перекрестных взаимодействий между кубитами 6.

Частотные спектры четырех электромагнитных мод с самой низкой частотой, генерируемых во время работы схемы для квантовых вычислений в этой конфигурации (т.е. без отверстий и выступов, проходящих через подложку 2), показаны на фиг. 7. Как показано на фигуре, четыре генерируемых моды 22 кристалла с самой низкой частотой находятся в диапазоне от 6 ГГц до 14 ГГц. Таким образом, эти частоты паразитных электромагнитных мод 20, 22 перекрываются с микроволновыми частотами, используемыми для работы схемы 5 для квантовых вычислений, и находятся в диапазоне от 4 ГГц до 12 ГГц (как показано на фиг. 7). Паразитные электромагнитные моды 20, 22 на этих частотах и перекрестные взаимодействия между кубитами 6 из-за распределения этих паразитных мод 20, 22 мешают работе схемы 5 для квантовых вычислений, что приводит к нежелательному отсутствию когерентности в кубитах 6.

На фиг. 6 показан график распределения электромагнитной моды 21 с самой низкой частотой, генерируемой, когда подложку 2 помещают внутрь держателя 3 и крышки 4, показанных на фиг. 1-4. Благодаря выступам 12 держателя 3, которые проходят сквозь толщину подложки 2 и, таким образом, располагаются между элементами (включая кубиты 6) схемы 5 для квантовых вычислений, когда подложку 2 помещают на поверхность 9 держателя 3, как видно на фиг. 6, электромагнитная мода 21 с самой низкой частотой все еще генерируется во время работы схемы 5 для квантовых вычислений, но она ограничена пространствами в пределах каждого набора смежных выступов 12. Эта мода имеет частоту приблизительно 20 ГГц, поэтому маловероятно, что она будет мешать работе кубитов 6 или вызывать перекрестные взаимодействия между ними вследствие большой разницы с их рабочими частотами. Кроме того, выступы выполнены с возможностью локализации мод схемы в ближнем пространстве в пределах каждого набора смежных выступов 12, дополнительно способствуя уменьшению перекрестных взаимодействий между кубитами 6.

Кроме того, как показано на фиг. 7, на которой показаны частотные спектры четырех электромагнитных мод 23 с самой низкой частотой, генерируемых во время работы схемы для квантовых вычислений в настоящей конфигурации (т. е. с отверстиями и выступами, проходящими через подложку 2, как показано на фиг. 1-4), минимальная частота паразитных электромагнитных мод 21, 23 повышается до значений, превышающих микроволновые частоты, используемые для работы схемы 5 для квантовых вычислений, вследствие того, что эти моды ограничены указанными меньшими пространствами (как показано на фиг. 6).

Таким образом, на фиг. 7 показан эффект подавления электромагнитных мод в рабочем диапазоне частот схемы для квантовых вычислений вследствие повышения частоты паразитной моды с самой низкой частотой при использовании модуля сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

По этим причинам при работе схемы 5 для квантовых вычислений с использованием модуля 1 сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, показанного на фиг. 1-4, происходит значительное подавление паразитных электромагнитных мод и перекрестных взаимодействий. Благодаря этому обеспечивается более чистое частотное пространство для работы схемы 5 для квантовых вычислений, что позволяет увеличить период когерентности кубитов 6.

Предложен модуль (1) сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений. Модуль содержит подложку (2), на которой образована схема, причем схема включает в себя множество элементов схемы. Подложка (2) имеет отверстия (8), расположенные между элементами схемы и проходящие сквозь толщину подложки (2). Модуль также содержит держатель (3), имеющий поверхность (9), на которой размещают подложку (2), и крышку (4), расположенную на противоположной стороне подложки (2). Держатель (3) и крышка (4) выполнены из металла и/или сверхпроводника. Держатель (3) также содержит выступы (12), расположенные на поверхности (9) и проходящие от нее. Выступы (12) проходят сквозь отверстия (8) в подложке (2) и контактируют с крышкой (4) с обеспечением подавления электромагнитных мод в рабочем частотном диапазоне схемы для квантовых вычислений. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений, содержащий: подложку, на которой образована сверхпроводниковая схема для квантовых вычислений, причем сверхпроводниковая схема для квантовых вычислений содержит множество элементов схемы, а подложка содержит одно или более отверстий, расположенных между множеством элементов схемы, причем одно или более указанных отверстий проходят сквозь толщину подложки; и держатель, имеющий поверхность, на которой размещают подложку, и крышку, устанавливаемую на противоположную сторону подложки относительно держателя, причем держатель и крышка изготовлены из металла и/или сверхпроводника, а держатель содержит один или более выступов, расположенных на поверхности и выступающих из нее; причем указанные один или более выступов проходят через указанные одно или более отверстий в подложке и контактируют с крышкой с обеспечением подавления электромагнитных мод в частотном диапазоне работы схемы для квантовых вычислений.

2. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по п. 1, в котором множество элементов схемы содержит одно или более из: одного или более кубитов, одной или более линий управления и одного или более считывающих элементов.

3. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по п. 2, в котором максимальное расстояние между смежными отверстиями в подложке и/или между смежными выступами на держателе соответствует моде кристалла, имеющей частоту, превышающую максимальную рабочую частоту схемы для квантовых вычислений.

4. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по п. 2 или 3, в котором указанные одно или более отверстий расположены между одним или более кубитами, так что указанные один или более выступов расположены таким образом, что они проходят между смежными кубитами.

5. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором поверхность для размещения подложки имеет выемку на грани держателя.

6. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по п. 5, в котором указанная поверхность имеет выемку от грани держателя на глубину, по существу равную толщине подложки и/или высоте указанных одного или более выступов.

7. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором указанные одно или более отверстий соответствуют по форме и размеру указанным одному или более выступам, так что одно или более отверстий принимают соответствующий один или более выступов, когда подложка находится на держателе.

8. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором указанные один или более выступов имеют высоту, которая превышает половину толщины подложки или равна ей.

9. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором указанные один или более выступов, которые проходят в одно или более отверстий в подложке, выполнены с возможностью подавления электромагнитных мод, имеющих частоту менее 12 ГГц.

10. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором держатель имеет один или более проемов, проходящих сквозь поверхность держателя, причем модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений содержит один или более проводов, расположенных с возможностью их пропускания через указанные один или более проемов, соответственно, для подключения к схеме для квантовых вычислений.

11. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором крышка имеет один или более проемов, проходящих сквозь крышку, причем модуль схемы для квантовых вычислений содержит один или более проводов, расположенных с возможностью их пропускания через указанные один или более проемов, соответственно, для подключения к схеме для квантовых вычислений.

12. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором крышка расположена на расстоянии от множества элементов схемы на подложке.

13. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором крышка содержит вырезы на ее поверхности, соответствующие множеству элементов схемы на подложке и обращенные к ним.

14. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором поверхности держателя и крышки были подвергнуты обработке.

15. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по любому из предшествующих пунктов, в котором крышка содержит одно или более углублений, соответствующих указанным одному или более выступам, причем указанные одно или более углублений выполнены с возможностью приема указанных одного или более выступов, так что один или более выступов контактируют с крышкой в соответствующем одном или более углублениях.

16. Модуль сверхпроводниковой схемы для квантовых вычислений по п. 15, в котором крышка содержит некоторое количество проводящего материала в одном или более углублениях, причем указанный материал является более мягким, чем металл крышки.