CN111465947B - 传输线谐振器耦合 - Google Patents
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Abstract
一种设备包括：传输线谐振器；以及耦合到传输线谐振器的多个谐振器，其中多个谐振器中的每个谐振器在沿着传输线谐振器的长度的不同位置X处耦合到传输线谐振器，并且其中对于多个谐振器中的每个谐振器，选择沿着谐振器长度的耦合位置Y，使得在向谐振器施加源电势时，谐振器中建立的驻波与传输线谐振器中建立的驻波是阻抗和相位匹配的。
Description
技术领域
本发明涉及传输线谐振器耦合。
背景技术
量子计算是一种相对较新的计算方法，它利用量子效应，例如基本态和纠缠的叠加，比传统的数字计算机更有效地执行某些计算。与以比特(例如“1”或“0”)的形式存储和处理信息的数字计算机相反，量子计算系统可以使用量子位来处理信息。量子位可以指能够多种状态(例如，“0”和“1”状态的数据)的叠加和/或数据本身在多种状态下的叠加的量子器件。根据常规术语，量子系统中“0”和“1”状态的叠加可以表示为，例如，α│0>+β│1>。数字计算机的“0”和“1”状态分别类似于量子位的│0>和│1>基本态。值|α|2表示量子位处于|0>状态的概率，而值|β|2表示量子位处于|1>基本态的概率。
发明内容
总的来说，在一些方面，本公开的主题涵盖了设备，包括：传输线谐振器；以及耦合到传输线谐振器的多个谐振器，其中多个谐振器中的每个谐振器在沿着传输线谐振器的长度的不同位置X处耦合到传输线谐振器，并且其中对于多个谐振器中的每个谐振器，选择沿着谐振器长度的耦合位置Y，使得在向谐振器施加源电势时，谐振器中建立的驻波与传输线谐振器中建立的驻波是阻抗和相位匹配的。
设备的实现可以包括一个或多个以下特征。例如，在一些实现中，传输线谐振器和多个谐振器中的每个谐振器由超导体材料组成。传输线谐振器的总长度L可以与多个谐振器的每个谐振器的总长度相同或近似相同，并且对于多个谐振器的每个谐振器，沿着谐振器的耦合位置Y等于或近似等于沿着传输线谐振器的耦合位置X。对于多个谐振器中的每个谐振器，谐振器的短路端和开路端的位置可以分别相对于传输线谐振器的短路端和开路端的位置反转。
在一些实现中，传输线谐振器是普赛尔(Purcell)滤波器。
在一些实现中，传输线谐振器是量子位总线谐振器。
在一些实现中，多个谐振器中的每个谐振器是量子位读出谐振器。
在一些实现中，设备包括多个量子位，其中多个谐振器中的每个谐振器可耦合到多个量子位中的不同相应量子位。
在一些实现中，传输线谐振器包括共面波导谐振器。
在一些实现中，传输线谐振器具有短路端。
在一些实现中，传输线谐振器具有开路端。
在一些实现中，传输线谐振器包括带状线谐振器。
在一些实现中，传输线谐振器在传输线谐振器的短路端和开路端之间是直的。
在一些实现中，传输线谐振器的长度在传输线谐振器的短路端和开路端之间延伸。
在一些实现中，传输线谐振器是λ/4谐振器，并且多个谐振器中的每个谐振器是λ/4谐振器。
这些和其他方面以及实现可以具有一个或多个以下优点。例如，在一些实现中，本文公开的设备和技术允许分布式谐振器之间耦合效率的增加，其中，例如，具有相同耦合器尺寸的任何两个谐振器可以沿着它们的几何形状在任何点处耦合，以实现相同的耦合强度。本文公开的谐振器耦合设计可用于量子计算系统，以允许量子位读出谐振器和传输线谐振器(例如读出滤波器和/或量子位耦合总线谐振器)之间更有效的耦合。在一些实现中，本文公开的耦合设计减轻了对改变量子位读出谐振器尺寸、以便补偿沿着传输线谐振器的不同点处的电流差异的需要。相反，耦合到公共传输线谐振器的每个量子位读出谐振器可以被设计成具有相同的尺寸(例如，长度)。以这种方式，量子计算系统的设计可以被简化，因为单个量子位读出谐振器布局可以被容易地复制或“平铺”(tile)在衬底上。
出于本公开的目的，超导体(可选地，超导)材料可以被理解为在超导临界温度或低于超导临界温度时表现出超导特性的材料。超导体材料的示例包括但不限于铝(例如1.2开尔文(kelvin)的超导临界温度)、铌(例如9.3开尔文的超导临界温度)和氮化钛(例如5.6开尔文的超导临界温度)。
本公开的主题涉及一种传输线谐振器架构，用于在分布式参数谐振器(例如，间隔开的多个分立谐振器)之间有效耦合，其中每个分立谐振器具有不能被隔离成单独的集总电容器、电感器或电阻器的电容、电感和电阻。
在附图和下面的描述中阐述了一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求书中，其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是图示具有读出谐振器和量子位的带通滤波器的示例布置的集总元件示意图。
图2A和图2B是分别图示量子位读出谐振器和传输线谐振器之间的电感耦合和电容耦合的示例的示意图。
图3是图示多个量子位读出谐振器耦合到单个传输线滤波器的配置示例的示意图。
图4是图示用于沿着公共传输线谐振器的整个长度耦合多个量子位读出谐振器的耦合架构的示例的示意图。
图5是图示简化的4端口系统的示意图，其中两个传输线谐振器靠近在一起，以具有不可忽略的共享电感和电容。
图6是图示两个耦合的λ/4谐振器耦合在中间电容和电感区域中间的示例的示意图。
图7是图示其中标识了行波路径的图6的耦合布置的示意图。
具体实施方式
本公开的主题涉及用于分布式谐振器之间有效耦合的传输线谐振器架构。更具体地，本公开的主题涉及用于量子计算系统的耦合架构，其允许多个谐振器、例如量子位读出谐振器被有效地耦合到单个公共传输线谐振器。多个谐振器中的每一个相对于公共传输线谐振器定位，使得在向谐振器施加驱动电压时，谐振器中建立的驻波与公共传输线谐振器中建立的驻波是相位和阻抗匹配的。
在依赖超导量子位的量子计算系统中，量子位的读出通常使用谐振器(也称为“读出”谐振器)、例如由超导体材料形成的共面波导谐振器来执行。可以使用量子位和读出谐振器之间的色散相互作用来完成读出。例如，可以产生探测音(probe tone)并将其提供给读出谐振器，之后对读出设备的频率进行采样以测量相移，其中相位取决于超导体量子位的状态/频率。在某些情况下，读出谐振器在其输出处受到频率滤波器、例如普赛尔带通滤波器的保护。一般来说，与读出谐振器频率的微波场的传播相比，该滤波器阻止了从量子位频率的量子位发射的光子的传播，因此防止了量子位通过不想要的衰减通道的能量泄漏。
图1是图示带通滤波器102的示例布置的集总元件示意图，带通滤波器102具有读出谐振器104和量子位106。量子位的读出谐振器104可以通过电容Cκ(101)并联耦合到滤波器102，并且量子位可以通过电容Cg(103)连接到谐振器104。或者，滤波器与量子位和谐振器之间的耦合可以是电感性的。如图1所示，量子位106、谐振器104和滤波器102各自耦合到地108，且跨越量子位106、谐振器104和滤波器102的电压分别为Vq、Vr和Vf。
滤波器可以实现为传输线谐振器，例如四分之一波(λ/4)或半波(λ/2)超导体共面波导谐振器。图2A和图2B是分别图示量子位读出谐振器和传输线谐振器之间的电感耦合和电容耦合的示例的示意图。对于量子位读出谐振器和滤波器之间的电感耦合，如图2A所示，滤波器202的电短路端可以电感耦合到量子位读出谐振器204的电短路端，以产生互感M。或者，对于电容耦合，滤波器202的开路端电容地耦合到量子位读出谐振器204的开路端，以产生互电容C。
如图2A-图2B所示，不是为每个读出谐振器提供一个滤波器，而是可以使用多个读出谐振器耦合的单个滤波器。图3是图示这种配置的示例的示意图，其中多个量子位读出谐振器304耦合到用作普赛尔滤波器的单个传输线滤波器302。通过提供与多个读出谐振器一起使用的单个滤波器，原本由滤波器使用的空间可用于其他量子计算组件，例如额外的量子位。这可以通过将每个量子位读出谐振器耦合到位于滤波器的短路端或开路端的耦合区306来实现。然而，由于耦合区的有限长度和沿着形成滤波器的传输线谐振器的长度的电流分布，具有相同几何电感(或相同几何电容)的滤波器传输线谐振器的部分不能提供相同的耦合强度，导致传输线谐振器和量子位读出谐振器之间的低效耦合。这又导致多个量子位读出谐振器中不同的质量因子Q。虽然可以改变每个量子位读出谐振器的耦合段的长度来补偿这种效应，但是这种长度上的变化改变了量子位读出谐振器的电感，在某些情况下，这可能是不希望的。例如，量子位读出谐振器频率通常在频率空间中彼此分开固定的量(例如，30MHz)，该固定的量在传输线谐振器频率的特定精度(例如，4.5GHz的1％)内是已知的。然而，如果每个量子位读出谐振器具有不同的耦合器电感，则可能难以在规定的精度水平内补偿不同的谐振器耦合电感。此外，当耦合区的长度增加时，它在芯片衬底上占据更大的覆盖区(footprint)，使得复制或“平铺”量子位读出谐振器设计变得更加复杂。
与将多个量子位读出谐振器耦合到传输线谐振器相关联的这些技术问题可以通过本发明的高效耦合架构来改善，该架构使用整个传输线谐振器来耦合到读出谐振器，而不仅仅是传输线谐振器的短路或开路端。更具体地，读出谐振器沿着传输线谐振器布置，使得在每个读出谐振器中建立的驻波轮廓(standing wave profile)与滤波器传输线谐振器中的驻波轮廓匹配(例如，阻抗匹配和相位匹配)。
图4是图示用于沿着公共传输线谐振器的整个长度(该整个长度在公共传输线谐振器的两个相对端之间)而不仅仅是传输线谐振器的短路或开路端耦合多个量子位读出谐振器的耦合架构400的示例的示意图。如图4所示，提供了传输线谐振器400。传输线谐振器400可以包括例如滤波器，例如普赛尔滤波器。在一些实现中，传输线谐振器400被制造为共面波导谐振器或带状线谐振器，然而其他谐振器设计也是可能的。谐振器可以由超导体材料、例如铝、铌或氮化钛以及其他超导体材料形成。多个谐振器404a、404b、404c、404d邻近传输线谐振器400定位，使得谐振器404a、404b、404c、404d可以有效地耦合(例如，通过不可忽略的共享电感和电容)到传输线谐振器400。具体地，第一谐振器404a耦合到传输线谐振器402的第一端，第二谐振器404d耦合到传输线谐振器402的第二端(其中第二端与第一端相对)，并且第三谐振器404b和第四谐振器404c耦合到沿着传输线谐振器402的中间区域。
每个谐振器404a、404b、404c、404d可以包括例如量子位读出谐振器，相应的量子位可以耦合到该谐振器。为了便于观察，图4中省略了量子位。类似于传输线谐振器402，读出谐振器404a、404b、404c、404d也可以被制造为共面波导谐振器、带状线谐振器或其他谐振器，并且可以由超导体材料形成。如图4所示，传输线谐振器402和读出谐振器404a、404b、404c、404d中的每一个包括耦合到公共地的短路端和相对的开路端(由电容器符号表示)。
在本示例中，每个读出谐振器404与谐振频率相关联，该谐振频率与传输线谐振器402相关联的谐振频率大致相同。例如，每个读出谐振器404可以与谐振频率相关联，该谐振频率在与传输线谐振器402相关联的谐振频率的10％或更小、5％或更小、2％或更小、1％或更小、或0.5％或更小内。谐振频率可以在例如大约3GHz至大约10GHz的范围内。示例性配置将包括与5GHz的谐振频率相关联的普赛尔滤波器、以及五个不同的读出谐振器，每个读出谐振器与4.90GHz、4.95GHz、5.0GHz、5.05GHz和5.1GHz的谐振频率相关联。在读出谐振器404和传输线谐振器402是例如共面波导谐振器的情况下，具有大致相同的谐振频率将意味着，对于固定的谐振器厚度和宽度，传输线谐振器402和每个读出谐振器404都将具有大致相同的总长度(谐振器的被短路或开路的两个相对端之间的长度)。因此，对于图4所示的耦合配置，其中传输线谐振器402具有总长度L，每个量子位读出谐振器404也将具有大约L的总长度。
对于沿着量子位读出谐振器404耦合到的滤波器传输线谐振器402的特定位置X，选择沿着量子位读出谐振器404的相应耦合位置Y，使得在量子位读出谐振器404中建立的驻波轮廓与传输线谐振器402中的驻波轮廓匹配。也就是说，量子位读出谐振器404的驻波轮廓与传输线谐振器402的驻波轮廓是阻抗和相位匹配的。因为沿着传输线谐振器的驻波轮廓作为长度的函数而变化，所以沿着每个读出谐振器的耦合位置也将变化。在某些实现中，对于具有与读出谐振器近似相同的频率、相同的几何设计以及因此相同的总长度的传输线谐振器，这导致沿着读出谐振器的耦合位置被建立在与沿着滤波器传输线谐振器的相应耦合位置相同的位置。传输线谐振器和量子位读出谐振器因此可以在中间区域有效耦合，只要在耦合器中使用每个谐振器中相同的中间电容和电感区域。
在某些实现中，传输线谐振器不具有与读出谐振器相同的几何设计。例如，普赛尔滤波器可以由多种几何设计形成，包括例如共面波导的部分和带状线的部分，每一个部分都具有其自己的和不同的有效ε(艾普西龙，epsilon)。因此，在这样的实现中，阻抗和相位匹配不会导致沿着滤波器的物理距离与沿着量子位读出谐振器的距离相匹配。
在图4所示的示例中(其中传输线谐振器和量子位读出谐振器具有相同的几何设计，因此具有相同的总长度)，为了将量子位读出谐振器404b在X1＝L/3处耦合到传输线谐振器402，沿着量子位读出谐振器404b的相应耦合位置位于Y＝X1＝L/3。类似地，为了将量子位读出谐振器404c在X2＝2L/3处耦合到传输线谐振器402，沿着量子位读出谐振器404c的相应耦合位置位于Z＝X2＝2L/3处。读出谐振器404a、404d与传输线谐振器402的端部的耦合可以以相同的方式理解。也就是说，为了将读出谐振器404a、404d在X＝0和X＝L处耦合到传输线谐振器402，分别沿着谐振器404a、404b的相应耦合位置也必须位于它们的端部。对于图4中所示的每个耦合布置，只有量子位读出谐振器在其耦合位置处的一部分邻近传输线谐振器。电容耦合和电感耦合的组合发生的耦合部分的长度(耦合长度)可以从基于谐振器几何形状的数值模拟中获得。例如，可以设计谐振器的耦合区的模型，并且改变其耦合长度，同时观察S参数以标识目标耦合长度。
此外，为了实现导致相长干涉而不是相消干涉的耦合，传输线谐振器的边界条件(例如，开路或短路)相对于传输线谐振器在中间耦合区上耦合到的每个量子位读出谐振器反转。也就是说，传输线谐振器402的短路端(例如，反射为180度的地方)的位置相对于传输线谐振器402耦合到的量子位读出谐振器404的短路端反转。类似地，传输线谐振器402的开路端(例如，反射为0度的地方)的位置相对于传输线谐振器402耦合到的量子位读出谐振器的开路端反转。这导致驻波轮廓除了阻抗匹配之外还被相位匹配。值得注意的是，当在传输线谐振器的端部处、例如404a、404d耦合时，边界条件的方向是不重要的。
尽管仅图示了四个读出谐振器404耦合到传输线谐振器402，但是本文公开的耦合技术可以用于将其他数量的量子位读出谐振器耦合到公共传输线。例如，本文公开的技术可以用于将例如2、3、5、6、8、10、12、15、20或更多量子位读出谐振器耦合到公共传输线谐振器。
关于图5-图7所示的耦合模型，进一步描述了图4所示的几何耦合。图5是图示简化的4端口系统的示意图，其中两个传输线谐振器502、504靠近在一起，从而具有不可忽略的共享电感和电容。引入谐振器502并从端口1传播到端口2的入射波506将导致波508泄漏到端口3并以相反的方向传播，使得端口1和3之间的S参数的幅度为正，并且远大于端口1和4之间的S参数的幅度，即|S13|>0和|S13|>>|S14|。|S13|的值由谐振器502和谐振器504之间的耦合量设定。注意，利用该模型，没有考虑传输线谐振器502和传输线谐振器504的谐振行为。
图6是图示极端情况的示例的示意图，其中两个耦合的λ/8谐振器602、604(相当于被分成两半的单个λ/4谐振器)被耦合在中间电容和电感区域的中间。这些谐振器被耦合，使得端口1和端口3之间的S参数的幅度可以表示为|S13|＝ε，其中ε是相对小的非零值。与第一λ/8谐振器602相关联的边界条件BL和BR暂时未定义，除了BL＝-BR，其中边界条件可以代表开路或短路的谐振器端部。第二谐振器604包括第一接地端606和第二开路端608。假设耦合器区的宽度(例如，如图6所示，两个谐振器彼此直接相邻的横向范围)可以忽略不计。作为沿着第一谐振器的位置x的函数的沿着第一谐振器602的电压可以表示为V(x)＝A(eikx+e-ikx)
其中，A是给定了第二谐振器604(例如，量子位读出谐振器)中的驱动电压时、在第一谐振器602(例如，普赛尔滤波器)中感应的电压幅度，并且k是波矢量。
作为沿着第二谐振器的位置x的函数的沿着第二谐振器604的电压可以表示为
V(x)＝V0cos(kx)＝V0/2(eikx+e-ikx)
为了量化第一谐振器602和第二谐振器604之间的耦合，可以求解A。求解A的方法是集中于正行波项eikx，并且只考虑ε中的一阶项。这可以通过对从谐振器的指定区域(起始箭头指向的地方)到普赛尔滤波器的路径求和来实现。由于边界条件，开路谐振器端部的幅度系数为1，而短路谐振器端部的幅度系数为-1。
图7是图示图6的耦合布置的示意图，但是标识了被求以便求解A的行波路径。图7所示的耦合布置的部分702和704中的行波的求和可以被表示为
为了获得A的非零值，BL＝-1，这意味着BL是谐振器的短路端，并且BR是谐振器的开路端。在这种条件下，取ε2＝0，A可以表示为
A＝2iε。
这可以理解为意味着普赛尔滤波器中的电压与耦合ε成比例，并且异相90度。值得注意的是，前述分析表明，第一谐振器602(例如，普赛尔滤波器)的边界条件应该相对于第二谐振器604(例如，量子位读出谐振器)反转，以便实现行波的相长干涉而不是相消干涉。这种结构的产生是因为耦合器改变了传播波的方向，其中|S13|>0和|S13|>>|S14|。因此，两个谐振器可以在沿其总长度的任何点处有效地耦合，只要每个谐振器上的驻波匹配，并且一个谐振器的边界条件相对于另一个谐振器反转。
本发明的有效耦合架构也可以应用于量子位总线谐振器网络。例如，使用相同的设计原理，多个量子位可以有效地耦合到公共总线谐振器。例如，公共总线谐振器可以耦合到n个量子位谐振器对(QRn)，其中n≥2。量子位-谐振器对包括例如量子位，例如超导量子位和量子位可以耦合到的相应谐振器。谐振器可以包括例如共面波导谐振器、带状线谐振器或微带谐振器以及其他谐振器设计。选择沿着每个量子位谐振器对的每个谐振器的耦合位置，使得使用本文描述的相同设计方法，在谐振器中建立的驻波与总线谐振器中的驻波是阻抗和相位匹配的。
在本文公开的一些实现中，量子位读出谐振器和/或传输线谐振器被表示为λ/4谐振器。然而，其他谐振器设计也是可能的。例如，在一些实现中，传输线谐振器可以包括λ/2谐振器。可选地或另外地，量子位读出谐振器可以包括λ/2谐振器。在各种实现中，在传输线谐振器和量子位读出谐振器中建立的驻波可以包括基模或高阶模。
在本文公开的一些实现中，量子位读出谐振器和传输线谐振器被描述为具有相同的总物理长度，使得阻抗和相位匹配发生在沿着传输线谐振器和量子位读出谐振器中的每一个的相同位置处。然而，在一些实现中，传输线谐振器和量子位读出谐振器可以具有不同的几何设计(例如，共面波导对带状线波导)和/或不同的有效ε。通过匹配传输线谐振器和量子位读出谐振器中驻波的阻抗和相位，仍然可以获得中间区域中的有效耦合。
本说明书中描述的量子主题和量子操作的实现可以在合适的量子电路中实现，或者更一般地、在量子计算系统中实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等价物、或者在它们中的一个或多个的组合中实现。术语“量子计算系统”可以包括但不限于量子计算机、量子信息处理系统、量子密码系统、拓扑量子计算机或量子模拟器。
术语量子信息和量子数据是指由量子系统携带、保存或存储的信息或数据，其中最小的非平凡系统是量子位，例如定义量子信息单位的系统。应当理解，术语“量子位”包括在相应的上下文中可以适当地近似为两级系统的所有量子系统。这种量子系统可以包括多级系统，例如具有两级或更多级的系统。举例来说，这样的系统可以包括原子、电子、光子、离子或超导量子位。在一些实现中，计算基本态用基态和第一激发态来标识，然而，应当理解，计算状态用更高级别的激发态来标识的其他设置也是可能的。应当理解，量子存储器是能够以高保真度和高效率长时间存储量子数据的设备，例如光-物质界面，其中光用于传输，并且物质用于存储和保存量子数据的量子特征、例如叠加或量子相干。
量子电路元件(也称为量子计算电路元件)包括用于执行量子处理操作的电路元件。也就是说，量子电路元件被配置成利用量子力学现象，例如叠加和纠缠，以非确定性方式对数据执行操作。某些量子电路元件，如量子位，可以被配置成同时代表和操作多个状态的信息。超导量子电路元件的示例包括电路元件，例如量子LC振荡器、量子位(例如通量量子位、相位量子位或电荷量子位)和超导量子干涉器件(superconducting quantuminterference device，SQUID)(例如射频量子干涉器件(RF-SQUID)或DC量子干涉器件(DC-SQUID))等等。
相比之下，传统电路元件通常以确定的方式处理数据。经典电路元件可以被配置成通过对数据执行基本的算术、逻辑和/或输入/输出操作来共同执行计算机程序的指令，其中数据以模拟或数字形式表示。在一些实现中，经典电路元件可用于通过电或电磁连接向量子电路元件传输数据和/或从量子电路元件接收数据。经典电路元件的示例包括基于互补金属氧化物半导体电路的电路元件、快速单通量量子(RSFQ)器件、互易量子逻辑(RQL)器件和ERSFQ器件，它们是不使用偏置电阻器的RSFQ的节能版本。
本文描述的电路元件的制造可能需要沉积一种或多种材料，例如超导体、电介质和/或金属。取决于所选择的材料，这些材料可以使用沉积工艺来沉积，例如化学气相沉积、物理气相沉积(例如，蒸发或溅射)或外延技术以及其他沉积工艺。在此描述的用于制造电路元件的工艺可能需要在制造期间从器件移除一种或多种材料。根据要去除的材料，去除工艺可以包括例如湿法蚀刻技术、干法蚀刻技术或剥离工艺。可以使用已知的光刻技术(例如，光刻或电子束光刻)来图案化形成在此描述的电路元件的材料。
在使用超导量子电路元件和/或超导经典电路元件(例如本文所述的电路元件)的量子计算系统的操作过程期间，超导电路元件在低温恒温器中冷却到允许超导体材料表现出超导特性的温度。超导体(或者超导)材料可以理解为在超导临界温度或以下表现出超导特性的材料。超导材料的示例包括铝(超导临界温度为1.2开尔文)和铌(超导临界温度为9.3开尔文)。因此，超导结构、例如超导迹线和超导接地层由在超导临界温度或低于超导临界温度下表现出超导特性的材料形成。
尽管本说明书包含许多具体的实现细节，但这些细节不应被解释为对所要求保护的范围的限制，而是对特定实现的特征的描述。本说明书中在单独实现的上下文中描述的某些特征也可以在单个实现中组合实现。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实现中实现。此外，尽管特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用，甚至最初也是这样要求保护的，但是在某些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地，尽管在附图中以特定的顺序描述了操作，但是这不应该被理解为要求以所示的特定顺序或顺序执行这些操作，或者执行所有图示的操作，以获得期望的结果。例如，权利要求中列举的动作可以以不同的顺序执行，并且仍然获得期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实现中的各种组件的分离不应被理解为在所有实现中都需要这样的分离。
已经描述了许多实现。然而，应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，本文使用普赛尔滤波器描述了各种示例。然而，可以使用其他类型的滤波器中的其他滤波器，例如低通滤波器、高通滤波器、阶梯阻抗滤波器。其他实现在以下权利要求的范围内。
Claims (14)
1.一种用于谐振器耦合的设备，包括：
传输线谐振器；和
耦合到所述传输线谐振器的多个谐振器，
其中，所述多个谐振器中的每个谐振器在沿着所述传输线谐振器的长度的不同位置X处耦合到所述传输线谐振器，并且
其中，对于所述多个谐振器中的每个谐振器，选择沿着所述谐振器的长度的耦合位置Y，使得在向所述谐振器施加源电势时，所述谐振器中建立的驻波与所述传输线谐振器中建立的驻波是阻抗和相位匹配的。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传输线谐振器和所述多个谐振器中的每个谐振器由超导体材料组成。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述传输线谐振器的总长度L与所述多个谐振器中的每个谐振器的总长度相同或近似相同，并且
其中，对于所述多个谐振器中的每个谐振器，沿着所述谐振器的耦合位置Y等于或近似等于沿着所述传输线谐振器的耦合位置X。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，对于所述多个谐振器中的每个谐振器，所述谐振器的短路端和开路端的位置分别相对于所述传输线谐振器的短路端和开路端的位置反转。
5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述传输线谐振器是普赛尔滤波器。
6.根据权利要求2所述的设备，其中，所述传输线谐振器是量子位总线谐振器。
7.根据权利要求2所述的设备，其中，所述多个谐振器中的每个谐振器是量子位读出谐振器。
8.根据权利要求2所述的设备，还包括多个量子位，其中，所述多个谐振器中的每个谐振器可耦合到所述多个量子位中不同的相应量子位。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述传输线谐振器包括共面波导谐振器。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述传输线谐振器具有短路端。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述传输线谐振器具有开路端。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述传输线谐振器包括带状线谐振器。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述传输线谐振器在所述传输线谐振器的短路端和开路端之间是直的。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述传输线谐振器是λ/4谐振器，并且所述多个谐振器中的每个谐振器是λ/4谐振器。
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