(57)【要約】【課題】量子電子回路デバイスおよび量子電子回路システムを提供する。【解決手段】量子電子回路デバイスは、内部共振空胴を有するハウジングと、内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、内部共振空胴内のキュービットに機械的および熱的に結合され、ハウジングの外側まで途切れなく延在する、非超伝導金属性材料とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部共振空胴を有するハウジングと、
前記内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、
前記内部共振空胴内の前記キュービットに機械的および熱的に結合され、前記ハウジングの外側まで途切れなく延在する、非超伝導金属性材料と、
を含む、量子電子回路デバイス。
【請求項２】
前記ハウジングが、第一ハウジング半部と第二ハウジング半部とを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第一ハウジング半部が第一空洞半部を含み、前記第二ハウジング半部が第二空洞半部を含む、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記共振空胴が、前記第一空洞半部と前記第二空洞半部とにより形成される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記キュービットが、基板上に配置される、請求項２に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第一ハウジング半部および第二ハウジング半部の少なくとも一方の上に配置された凹所をさらに含む、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記基板が前記凹所内に配置され、前記非超伝導金属性材料に機械的および熱的に結合される、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
電磁場源または源コネクタに結合するように構成された開口部を前記ハウジング内にさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記非超伝導金属性材料が、極低温度で良好な熱導体である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記ハウジングが、少なくとも部分的に前記非超伝導金属性材料である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
内部共振空胴を有するハウジングと、
前記内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、
前記ハウジングに対して熱リザーバを提供し、熱的に結合された、冷凍システムと、
前記内部共振空胴内の前記キュービットに機械的および熱的に結合され、前記ハウジングの外側まで途切れなく延在する、非超伝導金属性材料と、
を含む、量子電子回路システム。
【請求項１２】
前記ハウジングが、第一ハウジング半部と第二ハウジング半部とを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第一ハウジング半部が第一空洞半部を含み、前記第二ハウジング半部が第二空洞半部を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記共振空胴が、前記第一空洞半部と前記第二空洞半部とにより形成される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記キュービットが、基板上に配置される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第一ハウジング半部および第二ハウジング半部の少なくとも一方の上に配置された凹所をさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記基板が前記凹所内に配置され、前記非超伝導金属性材料に機械的および熱的に結合される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
電磁場源または源コネクタに結合するように構成された開口部を前記ハウジング内にさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記非超伝導金属性材料が、極低温度で良好な熱導体である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ハウジングが、少なくとも部分的に前記非超伝導金属性材料である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２１】
内部共振空胴を有する超伝導ハウジングと、
前記内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、
前記内部共振空胴内の前記キュービットと機械的および熱的に結合され、前記ハウジングの外側まで途切れなく延在する、非超伝導金属性材料と、
を含む、量子電子回路デバイス。
【請求項２２】
内部共振空胴を有する超伝導ハウジングと、
前記内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、
前記ハウジングに対して熱リザーバを提供し、熱的に結合された、冷凍システムと、
前記内部共振空胴内の前記キュービットと機械的および熱的に結合され、前記ハウジングの外側まで途切れなく延在する、非超伝導金属性材料と、
を含む、量子電子回路システム。
【請求項２３】
超伝導材料の層を有する内部共振空胴を有する非超伝導金属性ハウジングと、
前記内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、
を含む、量子電子回路デバイスであって、
前記非超伝導金属性ハウジングは、前記内部共振空胴内の前記キュービットに機械的および熱的に結合され、前記ハウジングの外側まで途切れなく延在する、
量子電子回路デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工（例えば人造）量子力学的システムに関し、特に、極低温度での動作に適した超伝導量子回路およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジョセフソン接合を含む超伝導量子回路は、量子コンピュータの情報を格納するビルディング・ブロック（すなわち量子ビットまたはキュービット）として現在追求されている。この目標に向けた基本的課題は、量子誤り訂正に必要な範囲を下回る誤り率での制御および測定を可能にするために十分に長く量子コヒーレンスが持続するデバイスを開発することである。
【０００３】
典型的な超伝導キュービットは、シリコンまたはサファイアの絶縁基板上に堆積されるアルミニウム薄膜により製造される。一般的な既知の設計は、「回路ＱＥＤ」として知られ、キュービット回路を補助的な高Ｑ値マイクロ波周波数共振器に容量的または誘導的に結合することを含む。この共振器は、複数の役割を果たしうる。すなわちこの共振器は、キュービット・モードから見た電磁環境をフィルタリングすることができ、キュービットの状態の測定が得られるように共振周波数または共振周波数付近の信号により印加され得、または、多キュービット・デバイスにおいて一つのキュービットの別のキュービットに対する結合を促進することができる。
【０００４】
共振器は、キュービットと同様に薄膜から形成でき、集中素子または伝送線路セグメントの形状を有しうる。回路ＱＥＤシステムは、三次元（３Ｄ）空洞、すなわちキュービットがパターニングされたチップ全体が入った共振構造体にも基づきうる。２Ｄ回路ＱＥＤデバイスと３Ｄ回路ＱＥＤデバイスを区別する主な特徴は、線形共振モードとして使用される電磁固有モードの伝導または超伝導境界を画成するために使用される構造に関わる。２Ｄ回路ＱＥＤシステムでは、キュービット自体と同じまたは類似のプロセスによりパターニングされる主に平面の構造により、モード境界が形成される（但し共振器モードの物理場はキュービット・モードのように三次元構造を有しうる）。
【０００５】
３Ｄ回路ＱＥＤシステムでは、境界は、ほぼ同等の長さスケールの三つの空間次元全てにおいて、特徴および長さスケールを有する。２Ｄ回路ＱＥＤシステムはチップにパターニングされた共振器を含み、これがデバイスの他の要素とともに伝導または超伝導筐体に封入される一方で、３Ｄ回路ＱＥＤシステムは、筐体自体の固有モードを共振器として利用する。したがって３Ｄ回路ＱＥＤシステムは、共振モードを実装する基板上にパターニングされた平面回路存在しないことによって区別される。
【０００６】
既知の３Ｄ回路ＱＥＤデバイスでは、共振器は超伝導である。超伝導共振器は、常伝導金属共振器よりもはるかに高いＱ値を達成することが可能である。超伝導共振器は、キュービットの磁気シールドとしても働きうる。しかし、超伝導デバイスが極低温度で超伝導状態に遷移すると、空洞壁の熱伝導が数桁抑制される。その結果、チップおよびキュービットをさらに冷却することが困難になり、キュービットの所望の動作温度への熱化が不十分となる。
【０００７】
形状または設計に関わらず、情報を格納する量子ビットとしてシステムを動作させるためには、論理「０」および論理「１」を符号化する量子回路の固有状態の任意の重ね合わせを作り、維持することが可能でなければならない。そのための一つの要件は、利用可能な熱エネルギーが状態間のエネルギー分離よりはるかに小さいこと、すなわちｋＴ＜＜ｈｆであり、ｈはプランク定数、ｆは０および１を符号化する回路の固有状態の間の遷移周波数、Ｔはキュービット環境の温度、ｋはボルツマン定数である。アルミニウムベースのデバイスで超伝導状態に入るためには、この温度が約１．２Ｋ以下であることが必要である。しかし、典型的なキュービット遷移周波数は４〜１０ＧＨｚの範囲であり、大体０．２Ｋ〜０．５Ｋに対応することから、この温度は信頼できる量子回路としての動作に不十分である。
【０００８】
このため、超伝導キュービット・デバイスの動作および測定は、通常約２０ｍＫ以下で行われる。この温度を達成するために使用される典型的なシステムは希釈冷凍機であるが、断熱消磁冷凍機等の他のシステムも一般的である。システムの詳細に関わらず、冷凍機は、その最低温度ステージで所望の動作温度の熱リザーバを提供する。キュービット・デバイスは、この熱リザーバに機械的および熱的に固定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
既知の３Ｄ回路ＱＥＤデバイスはアルミニウム空洞に基づくため、キュービット・チップ自体はバルク超伝導体の熱インピーダンスのためにリザーバと良好に熱的接触していない可能性がある。このことは、空洞の超伝導壁により（超伝導壁内側の）キュービット・チップと所望の動作温度の熱リザーバとの間に熱インピーダンスが生じるために、デバイスが冷凍システムの最低温度ステージでリザーバに機械的に接続されていても生じうる。したがって既知のデバイスにおいては、所望の動作温度へのキュービットの適切な熱化を達成することが非常に困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
例示的な実施形態は、内部共振空胴を有するハウジングと、内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、内部共振空胴内のキュービットに機械的および熱的に結合され、ハウジングの外側まで途切れなく延在する非超伝導金属性材料とを含む、量子電子回路デバイスを含む。
【００１１】
追加の例示的な実施形態は、内部共振空胴を有するハウジングと、内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、約２０ｍＫ未満の極低温熱リザーバであって、希釈冷凍機または他の冷凍システムにより提供され、空洞ハウジングに熱的に結合された、極低温熱リザーバと、内部共振空胴内のキュービットおよびチップに機械的および熱的に結合され、ハウジングの外側まで途切れなく延在する非超伝導金属性材料とを含む、量子電子回路システムを含む。
【００１２】
追加の例示的な実施形態は、内部共振空胴を有する超伝導ハウジングと、内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、内部共振空胴内のキュービットに機械的および熱的に結合され、ハウジングの外側まで途切れなく延在する非超伝導金属性材料とを含む、量子電子回路デバイスを含む。
【００１３】
追加の例示的な実施形態は、内部共振空胴を有する超伝導ハウジングと、内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットと、共振器に熱的に結合された約２０ｍＫ未満の極低温熱リザーバと、内部共振空胴内のキュービットおよびチップに機械的および熱的に結合され、ハウジングの外側まで途切れなく延在する非超伝導金属性材料とを含む、量子電子回路システムを含む。
【００１４】
さらなる例示的な実施形態は、内側境界面の大部分または全部の上に超伝導材料の薄層を有する内部共振空胴を有する、非超伝導金属性ハウジングと、内部共振空胴の容積内に配置されたキュービットとを含む量子電子回路デバイスであって、非超伝導金属性ハウジングは、内部共振空胴内のキュービットに機械的および熱的に結合され、ハウジングの外側まで途切れなく延在する、量子電子回路デバイスを含む。
【００１５】
本発明の技術によって、その他の特徴および効果が実現される。本明細書には本発明のその他の実施形態および態様が詳述され、請求された本発明の一部とみなされる。本発明の利点および特徴を含めて本発明をより良く理解するために、説明および図面を参照されたい。
【００１６】
本明細書の終わりに、請求項において本発明とみなされる対象が特に指摘され、明確に請求される。本発明の以上およびその他の特徴ならびに利点は、添付の図面とともに考慮した以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】組立状態の例示的な量子電子回路デバイスを示す。
【図２】非組立状態の図１の例示的な量子電子回路デバイスを示す。
【図３】例示的な実施形態によるキュービットの一例を示す。
【図４】例示的な量子電子回路システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
例示的な実施形態では、本明細書に記載するシステムおよび方法は、共振器内にキュービット・システムを含む量子電子回路を実装する。本明細書においてさらに説明するように、量子電気回路は、有効なキュービットの動作に必要な極低温度で適切に熱化される。例示的な実施形態では、共振器は、高伝導度無酸素（ＯＦＨＣ：Ｏｘｙｇｅｎ−Ｆｒｅｅ  Ｈｉｇｈ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）銅（Ｃｕ）等の金属性材料であるがこれに限定されない。当然のことながら、本明細書に記載する極低温度では、不純物が金属性材料の熱伝導および電気伝導を妨げうる。したがって、銅材料中の酸素不純物の包含によって形成される酸化銅が、熱伝導および電気伝導を妨げうる。そのため、ＯＦＨＣ  Ｃｕ等の高純度金属は酸素含有量が低減されており、これにより量子電子回路が動作する極低温度での熱伝導および電気伝導が向上する。
【００１９】
図１は、組立状態の例示的な量子電子回路デバイス１００を示す。図２は、非組立状態の図１の例示的な量子電子回路デバイス１００を示す。このデバイスは、第一ハウジング半部１０６と第二ハウジング半部１０７とを含むハウジング１０５を含む。本明細書に記載するように、第一および第二半部１０６、１０７は、ＯＦＨＣ  Ｃｕおよびチタン（Ｔｉ）等であるがこれに限定されない、極低温度に十分な熱伝導性および電気伝導性を有する金属性材料である。本明細書に記載するように、既知の３Ｄ回路ＱＥＤデバイスは、外部磁場に対して良好な磁気シールドを提供し、空洞内の磁場を抑制する、超伝導材料から作られる。常伝導金属(Normal Metal)空洞は低温で金属の有限の表面抵抗により制限されるが、超伝導共振器は空洞筐体の電磁固有モードの高いＱ値も可能にする。矩形ＯＦＨＣ銅空洞ではこの限界は約Ｑ＝１０，０００であるが、超伝導アルミニウム空洞は少なくとも数百万のＱ値を達成できる。このモードのＱ値は、十分に高くないと量子電子回路の結合によってキュービットの損失チャンネルが生じうるため、重要である。例示的な実施形態では、本明細書にさらに記載するように、Ｑの限界がおよそ１００００であれば長時間量子コヒーレンスに十分である。第一空洞半部１１０と第二空洞半部１１５とが組立状態にまとめられると、ハウジング１０５内に空洞（共振器）が画成される。組立状態とは、チップ１３０が空洞内に固定された状態で第一ハウジング半部１０６を第二ハウジング半部１０７と機械的および電気的に接触させて固定することにより、二つの空洞半部１１０、１１５がまとめられて単一の共振容積を形成することを意味する。デバイス１００は、外部源からの空洞に対する電磁場の印加を可能にする一つ以上の開口部を、空洞筐体内にさらに含む。本実施形態ではこれらの開口部には、ハウジング１０５に結合され、外部電磁場源に接続されたときに空洞内に電磁場を提供するように構成された、同軸コネクタ１２０、１２５が備えられる。このようにしてコネクタ１２０、１２５は、デバイスに対する電磁場源として働く。外部場源には、信号を生成するマイクロ波電子機器が含まれるがこれに限定されない。
【００２０】
例示的な実施形態では、デバイス１００は、ハウジング１０５内にかつハウジングにより封入された空洞１１０、１１５内に配置されたキュービット１３０をさらに含む。本明細書に記載する例では、キュービット１３０は、ジョセフソン接合１３５を含む。図３は、超伝導ｔｒａｎｓｍｏｎ型キュービットとしてのキュービット１３０の例を示す。キュービット１３０は、サファイア基板（シリコンを含む他の基板も可能である）１３１と、単一のジョセフソン接合１３５によって中断された短いワイヤ１３４で接続された二つの薄膜アルミニウム・キャパシタパッド１３２、１３３とを含む。キュービット１３０は、標準的なリソグラフィー技術を使用してダブルアングル蒸着プロセスにより製造できる。本明細書に記載するように、当然のことながら、位相キュービット、フラクソニウム・キュービット、容量短絡磁束キュービット、または３Ｄ空洞モードに結合する他の任意の超伝導キュービット設計を含むがこれに限定されない他のタイプの超伝導キュービットも実装されうる。さらに当然のことながら、ジョセフソン接合に基づかず、量子ドット、ナノワイヤ、非線形薄膜、もしくは電子スピンもしくは核スピンまたはその集まりに基づく、さらに他のタイプのキュービットも実装されうる。
【００２１】
キュービット１３０は、関連の双極子モーメントベクトルをもつ双極子として見られる。ハウジング１０５の空洞との相互作用の強度は主に、キュービット１３０の位置の双極子モーメントベクトルの電場ベクトルとの内積により決定される。したがって、関心のあるモードの電場プロファイルに対するキュービット１３０の位置および向きの調節を用いて、キュービットと空洞との結合強度を調節することができる。したがって空洞は、空洞モードとキュービット１３０との間の強力な結合を伴って複数の電磁モードをサポートすることができる。例示的な実施形態では、コネクタ１２０、１２５を介して接続される電磁場源が、キュービット１３０の固有状態の測定が得られ空洞内の場を誘起するように構成される。加えて、電磁場源は、固有状態間の遷移を誘起するように構成される。したがってキュービット１３０は、印加された電磁場により誘起されたときにキュービット１３０が固有状態間で遷移することを可能にする、関連の遷移周波数を有する。
【００２２】
例示的な実施形態では、第一ハウジング半部１０６は、キュービット１３０が中に取り付けられる凹所１４０、１４５をさらに含む。このように、キュービット１３０は、デバイス１００が組み立てられたときにクリアランスを有するように凹設される。さらに、二つの空洞半部１１０、１１５は、チップを収容する凹所１４０、１４５の要件に関わらず、それぞれのハウジング半部１０６、１０７内に形成された各空洞の深さおよび形が他方とほとんど同一であるために、組立状態においてハウジング半部１０６、１０７ひいては空洞半部１１０、１１５の機械的および電気的接触箇所により対称軸に沿って二分された空洞を生じるような様式で形成される。本明細書に記載するように、組立状態においては組立によってできた内部空洞内にキュービット１３０が配置される。したがって例示的な実施形態では、凹所１４０、１４５の位置でのキュービット・チップまたは基板１３１とハウジングとの機械的および熱的接触を通じて、キュービット１３０がハウジング１０５に機械的および熱的に結合される。キュービット１３０は、動作温度で信頼できる熱的および機械的接触を生じる任意の適切な結合材料を介して、ハウジングにさらに結合されうる。本明細書に記載するように、デバイス１００全体が適切な極低温度に冷却されうる。本明細書に記載するようなハウジング１０５とキュービット１３０との間の熱的結合によって、キュービットが所望の極低動作温度に達することが可能になる。
【００２３】
本明細書に記載するように、ハウジング１０５はバルクＯＦＨＣ銅から加工される。第一ハウジング半部１０６および第二ハウジング半部１０７は、対称平面に沿った伝導壁で（第一空洞半部１１０および第二空洞半部１１５を介して）空洞を分割する。キュービットに結合され、キュービット１３０を制御および測定するために使用される固有モードが、分割平面を横断する表面電流を含まないように、分割平面が選択される。関連の固有モードでは、空洞半部１１０、１１５により形成される空洞の内壁上に流れる表面電流は、ハウジング半部１０６、１０７が組立状態で接触させられる平面に対して垂直である。
【００２４】
例示的な実施形態に記載するＯＦＨＣ銅空洞は、１０ｍＫで約１０，０００の測定Ｑ値を有し、これは銅の有限の表面伝導率による既知の限界と整合するものである。本明細書にさらに記載するように、キュービット１３０は、ハウジング１０５内の封入容積の中央の、第一ハウジング半部１０６上の凹所１４０、１４５内に配置される。第二ハウジング半部１０７が、キュービット１３０の上から閉じられる。図４は、例示的な量子電子回路システム４００を示す。図４は、第一ハウジング半部１０６と第二ハウジング半部１０７とがホール１５０を含み、ホール１５０を通じて、ネジを含むがこれに限定されない適切なファスナ１５５がデバイス１００を、本明細書に記載の極低温度を提供する希釈冷凍機または類似の機器の最低温度ステージに接触する金属性部４０５に機械的に固定することを示す。ハウジング１０５を金属性部４０５に取り付ける前に第一ハウジング半部１０６および第二ハウジング半部１０７を組み立てるために、第一ハウジング半部１０６および第二ハウジング半部１０７に追加のホール１５１が含まれうる。金属性部４０５は、ファスナ１５５を受け取るためのホール４１０を含む。第一ハウジング半部１０６と第二ハウジング半部１０７とを留めることにより、キュービット１３０とハウジング１０５との間に連続した金属接触が生まれる。１０ｍＫで測定すると、デバイス１００により最大９５マイクロ秒の量子コヒーレンス時間Ｔ２＊が得られた。
【００２５】
例示的な実施形態では、空洞半部１１０、１１５内で非超伝導表面がアルミニウム等の超伝導材料の薄（約１マイクロメートル）層としてメッキされうる。このように、ハウジング半部１０６、１０７はほとんどがＯＦＨＣ銅のままであり、超伝導材料の薄層は大きな熱インピーダンスとならないよう十分に薄いため、空洞半部１１０、１１５は依然として希釈冷凍機の温度に良好に熱平衡される。空洞半部１１０、１１５のメッキにより、Ｑ＝１０，０００よりもはるかに高いＱ値が可能である。当然のことながら、超伝導材料の薄層を生じるためにメッキ以外の他の方法が可能である。また、当然のことながら、金等の非超伝導材料による他のメッキも、Ｑ≒１０，０００より高いＱ値を得るために十分であろう。
【００２６】
デバイス１００およびシステム４００について他にいくつかのことを観察することができる。第一に、電磁モードは、ハウジング１０５内の空洞により画成される（キュービット基板１３１を除く）自由空間から主になる領域を占める。固有モード周波数、Ｑ値、および物理場構造を含むがこれに限定されない空洞の物理的性質は、マクスウェルの方程式を介した分析処理を通じて、および／または電磁シミュレーションを通じて予測および理解できる。例えば、モードが２７ＧＨｚの最大特性評価周波数まで完全に制御されていることが測定から分かる。分かっている予測可能なモードの存在だけが自由空間領域を占有するということは、考えられるシステム内の損失源が平面形状内よりもはるかに限定されることを意味する。キュービット１３０を空洞内に置くことにより、電磁場モードに加えてキュービット・モードに関連する電磁場のプロファイルおよび位置が調節されうる。当然のことながら、キュービット固有モードおよびキュービット‐空洞結合の両方に適切なキャパシタンスを得るためには、キュービット・キャパシタンスの形状に適切な変更がなされなければならない。
【００２７】
例示的な実施形態では、本明細書に記載するように、空洞半部１１５に対するキュービット１３０の結合は、空胴壁に対するキュービット回路のキャパシタンスにより実現される。コネクタ１２０、１２５を介して空洞に電磁場を印加し、キュービット１３０の固有状態に影響される振幅および位相の反射または伝送信号を観察することにより、キュービット１３０の測定が行われる。例示的な実施形態では、電磁場コネクタに対するキュービットの直接結合は存在しないか、または空洞の基本モードを介した結合よりはるかに弱いものと考えられる。換言すれば、電磁場コネクタ１２０、１２５に対するキュービット回路の有意な直接的キャパシタンスまたはインダクタンスはない。キュービットとハウジング１０５外部の電磁環境との全ての相互作用は、キュービットが中に取り付けられた共振空胴１１０、１１５の固有モードにより媒介およびフィルタリングされる。
【００２８】
本明細書に記載するように、共振器は、伝導壁を有する三次元の空容積を提供する。この容積は、キュービット１３０に結合する電磁固有モードをサポートする。所望の動作温度で熱化される常伝導金属部がキュービット１３０に直接接触する。金属部の実装により、共振器を形成するために超伝導部を使用することによる熱伝導損失の問題が克服される。遷移温度を下回る温度での超伝導体の熱伝導率は、同じ温度での高純度常伝導金属の熱伝導率より何桁も低くなりうる。
【００２９】
例示的な実施形態では、デバイス１００は、（キュービット基板１３１およびキュービット１３０を除く）ハウジング１０５の全体を常伝導金属から構築することにより、熱化に必要な常伝導金属部を実装しうる。他の例示的な実施形態では、キュービット絶縁基板１３１は、他の部分は超伝導である３Ｄ空洞の壁を貫通する単に小さめの常伝導金属部に機械的に接触させられることによって熱的に結合され、この常伝導金属部がさらに所望の動作温度のリザーバに熱的に結合されうる。さらに、ハウジング１０５の全体が常伝導金属から生産され、その後、チップが中に取り付けられる凹所１４０、１４５のチップシートを除き、ハウジング１０５の内壁上に超伝導材料の薄膜が被覆されればよい。このようにして、空洞１１０、１１５は、主に超伝導表面で囲まれるが、１４０、１４５でのチップとハウジングとの間の接触点は常伝導金属のままであり、キュービット・チップ１３１と所望の動作温度のリザーバとの間に途切れない常伝導金属ルートが形成される。キュービット基板１３１上に直接金属を実装することにより、主に超伝導の空洞を有することによるある性質を除去することを要せずに、キュービットおよびキュービット基板の熱化の問題が解決される。この性質には、はるかに高い固有の空洞Ｑ値を達成する可能性（例えば最大４，４００，０００であるアルミニウム空洞の測定値Ｑ）、および外的に生じた磁場変動からのキュービットのシールドが含まれる。実装に関係なく、常伝導金属は、チップを既知の所望の動作温度のリザーバに接続する、中断されることのない経路を形成する。
【００３０】
本明細書において使用される用語は、具体的な実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を制限することを意図しない。本明細書において用いられるところの、単数形「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈から別段の明示がない限り、複数形も含むことを意図する。さらに、「含む」および／または「含んでいる」という用語は、本明細書において使用されるときには、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を特定するが、一つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素構成要素、および／またはその群の存在または追加を排除しないものと理解されたい。
【００３１】
以下の特許請求の範囲に記載した全ての手段またはステップおよび機能要素の対応する構造、材料、行為、および等価物は、特に請求されている他の請求された要素と組み合せて機能を行うための任意の構造、材料、または行為を含むことを意図する。本発明の記載は、例証および説明のために提示されているが、包括的であることも、本発明を開示された形に限定することも意図しない。本発明の範囲および精神から逸脱することのない、多数の変更および変形が当業者に明らかとなる。実施形態は、本発明の原理および実際の応用例を最も良く説明し、企図された特定の用途に適した様々な変更を含む様々な実施形態につき他の当業者が本発明を理解することを可能にするために選択および記載したものである。
【００３２】
本明細書に示される流れ図は、一例にすぎない。本発明の精神から逸脱することなく、この図面または図面に記載されたステップ（または動作）には多くの変形物が存在しうる。例えば、ステップが異なる順序で行われてもよいし、またはステップが追加、削除または修正されてもよい。これらの変形物の全てが、請求された本発明の一部と考えられる。
【００３３】
本発明の好ましい実施形態が記載されているが、現在および将来の当業者が、以下の請求項の範囲内に含まれる様々な改良および強化を行いうることを理解されたい。これらの請求項は、最初に記載された本発明の適切な保護を維持するものと解釈されなければならない。
【図１】
2015508253.tif 000003
【図２】
2015508253.tif 000004
【図３】
2015508253.tif 000005
【図４】
2015508253.tif 000006
【国際調査報告】
2015508253.tif 000007