CN112595955A - 一种量子芯片检测治具及检测系统 - Google Patents

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赵天琦
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Abstract

一种量子芯片检测治具，包括用于接触量子芯片引脚的探针阵列，用于对所述探针阵列输入/输出信号的单探针总线，以及连接在所述探针阵列和所述单探针总线之间的第一信号调制/解调器，利用多路复用信号技术，通过一个探针总线将测试信号传递给探针阵列，配合可以调节的测试电极，使得对应不同尺寸以及不同引脚数量的量子芯片，都可以放在本发明的测试系统进行测试，具有测试通用性强的特点，而且由于测试电极在测试时与探针之间不存在互相移动，因此测试过程的稳定性高。同时，本发明还提出了一种检测系统，应用上述检测治具。

Description

一种量子芯片检测治具及检测系统
技术领域
本发明涉及量子芯片的检测领域，尤其涉及一种量子芯片检测治具及装置。
背景技术
量子芯片作为芯片的一种，是量子计算机的基本构成单元，是以量子态的叠加效应为原理，以量子比特为信息处理的载体的处理器。现有的量子芯片检测装置，通常包括量子芯片放置台、探针装置和检测装置；检测装置与电探针连接，通过移动装置使探针直接与量子芯片的极板接触从而进行检测。不同量子芯片表面设计检测口位置不同，通常探针与量子芯片表面的接触位置无法改变，这样就会影响检测效率，用多个探针以及探针可移动的方式可以有效克服上面对应的问题。多个探针具有较大的适应性，而可移动性进一步提高了其检测效率，但是由于具有较多的内部结构，该装置的体积会相应的增大，探针所需要的移动装置也会使得检测装置整体需要更好的稳定性，增大了调试投入。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供可以自由切换测试探针数量，并且能够与不同量子芯片的引脚进行调节的测试治具和测试系统，从而解决现有的测试系统中治具不通用以及测试时移动探针带来的不稳定性。
根据本发明的目的提出的一种量子芯片检测治具，包括用于接触量子芯片引脚的探针阵列，用于对所述探针阵列输入/输出信号的单探针总线，以及连接在所述探针阵列和所述单探针总线之间的第一信号调制/解调器，当对所述量子芯片进行测试时，由所述单探针总线传输一多路复用检测信号至所述第一信号调制/解调器中，所述第一信号调制解调器对所述多路复用检测信号进行解调，分解成多个测试信号，并将所述多个测试信号分配到所述探针阵列对应的探针上，然后由这些探针将所述测试信号加载到对应量子芯片的引脚上，当从所述量子芯片上采集反馈信号时，将探针阵列上不同探针对应接收到的多个反馈信号汇聚到所述第一信号调制/解调器上，将所述多个反馈信号调制成一个多路复用反馈信号，传递给所述单探针总线向外输出。
优选的，所述多路复用信号包括对应所述探针阵列中每个探针的ID信息和测试/反馈用的数据信息，所述第一信号调制/解调器在对所述多路复用信号进行解调时，根据所述ID信息，将对应的测试信号分配给对应的探针。
优选的，还包括一基板，所述探针阵列设置在所述基板的第一表面，所述单探针总线设置在所述基板相背所述第一表面的第二表面。
优选的，所述多路复用信号为频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多址、空分多址中的一种。
根据本发明的目的提出的一种量子芯片检测系统，包括用于放置待测量子芯片的卡槽盒，用于信号处理的检测装置，以及如权利要求1-4任意一项所述的检测治具，其中所述检测装置用于向所述检测治具输入检测用的多路复用检测信号，并将所述检测治具反馈的多路复用反馈信号进行处理，以生成所述待测量子芯片的检测结果。
优选的，所述卡槽盒包括底座、设置在底座中央的芯片槽、设置在所述芯片槽周围的多个测试电极，以及对应多个测试电极的移动电极片，其中所述多个测试电极与所述探针阵列的多个探针一一对应，该移动电极片一端固定在所述测试电极上，另一端可移动的下探到芯片槽中，当待测量子芯片放入芯片槽后，移动所述移动电极片，使得该移动电极片的一端接触待测量子芯片的引脚上，探针阵列上施加的测试信号经该测试电极和移动电极片传递到所述待测量子芯片上。
优选的，所述移动电极片的可移动的一端具有尖锐的端部，该端部与待测量子芯片的引脚电性接触。
优选的，所述测试电极的数量大于所述待测量子芯片的引脚数量，根据所述待测量子芯片的大小和引脚位置，移动所述移动电极片，使每个待测量子芯片的引脚上接触一移动电极片，从而确定需要使用到的测试电极以及对应到探针阵列中的探针。
优选的，所述检测装置依照使用到的探针生成多路复用测试信号，其中该多路复用测试信号包括对应使用到的探针的ID信息与测试用的数据信息，所述第一信号调制/解调器对该多路复用测试信号进行解调，并配发给对应的探针。
优选的，所述检测装置中还包括第二信号调制/解调器，所述第二信号调制/解调器将生成的多路复用测试信号输出给单探针总线，并将来自单探针总线的多路复用反馈信号进行解调，以供所述检测装置计算并生成所述检测结果。
与现有技术相比，本发明的量子芯片检测治具和检测系统，利用多路复用信号技术，通过一个探针总线将测试信号传递给探针阵列，配合可以调节的测试电极，使得对应不同尺寸以及不同引脚数量的量子芯片，都可以放在本发明的测试系统进行测试，具有测试通用性强的特点，而且由于测试电极在测试时与探针之间不存在互相移动，因此测试过程的稳定性高。
附图说明
图1是本发明的量子芯片测试系统示意图。
图2是本发明的卡槽盒的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述，但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
请参见图1，图1是本发明的量子芯片检测系统的示意图。如图所示，该量子芯片检测系统包括用于放置待测量子芯片的卡槽盒20，用于信号处理的检测装置30，以及用于将信号加载到待测量子芯片和从待测量子芯片上采集反馈信号的检测治具10。
检测治具10包括基板13，设置在基板13第一表面的探针阵列12，设置在基板第二表面的单探针总线11，该第一表面和第二表面相背设置。其中探针阵列12由多个探针排列组合而成，该探针阵列12用于向待测量子芯片发送或接收信号，由于通常量子芯片的引脚较多，而且受限于量子芯片本身的体积，这些引脚之间的间距较密，所以探针阵列12的探针通常需要通过中间转体来实现和量子芯片引脚间的信号传递。此外，为了让不同信号的量子芯片都可以采用本发明的测试治具进行测试，该探针阵列12中的探针数量可以设计的多一点，比如超过20只探针组成该探针阵列12。单探针总线11用于对探针阵列12输入或输出信号，该单探针总线11相当于一个物理信号传输线，其上被加载数据信号，需要注意的是，如果加载的信号为电信号，则该单探针总线11优选为电线或电缆类数据线，如果加载的信号为光信号，则该单探针总线11优选为光缆类数据线。
在单探针总线11和探针阵列12之间，还设有第一信号调制/解调器(图中未示出)，该第一信号调制/解调器可以设置在基板13的第一表面，也可以设置在第二表面上，其通过对应的匹配电路连接单探针总线11和探针阵列12。当对待测量子芯片进行测试时，由单探针总线11传输一多路复用检测信号至该第一信号调制/解调器中，第一信号调制解调器对所述多路复用检测信号进行解调，分解成多个测试信号，并将所述多个测试信号分配到所述探针阵列12对应的探针上，然后由这些探针将所述测试信号加载到对应待测量子芯片的引脚上。当从待测量子芯片上采集反馈信号时，将探针阵列12上不同探针对应接收到的多个反馈信号汇聚到第一信号调制/解调器上，由该第一信号调制/解调器将多个反馈信号调制成一个多路复用反馈信号，传递给单探针总线11向外输出。
请一并参见图2和图1，卡槽盒20包括底座21、设置在底座21中央的芯片槽22、设置在芯片槽22周围的多个测试电极23，以及对应多个测试电极23的移动电极片24。如图中所示的方式中，多个测试电极23围绕芯片槽22的四周设置，且每一边上的数量相等，在其它实施方式中，也可以采用阵列的方式设置在芯片槽22的周围。这些测试电极23的数量，可以与探针阵列12中的探针数量相匹配，在测试电极23的排布也成阵列的情况下，还可以与这些探针的位置相对应，使得每个测试电极都有一个对应的探针，这样当测试治具10下压时，探针阵列12中的每一个探针可以与一个对应的测试电极23相接触。每一个测试电极23具有一个导电的金属垫，方便与测试治具10中的探针阵列接触。
移动电极片24为Z形薄片，其一端固定在对应的测试电极23上，并且可以以该固定端为中心在一定的角度范围内进行旋转，另一端下探入芯片槽22内，并且该移动电极片24的可移动的一端具有尖锐的端部，该端部可用来与待测量子芯片的引脚电性接触。
当芯片槽22中放入待测量子芯片时，这些移动电极片24通过移动，可以使得移动电极片的端部接触到芯片的引脚。这样一来，测试治具10上加载的测试信号，通过测试电极23、移动电极片24传递到待测的量子芯片上。
进一步的，该卡槽盒20设置在一个基座40上，该基座40可以固定卡槽盒20，这样一来，当量子芯片进行测试时可以避免卡槽和20的移动。请参见图1，该基座40包括U型架43、支架42，以及位于支架42两侧的固定台41。卡槽盒20通过螺丝固定在固定台41上，如需要更换卡槽盒20，可以通过卸载螺丝来对卡槽盒20进行替换。
检测装置30用于向检测治具10输入检测用的多路复用检测信号，并将检测治具10反馈的多路复用反馈信号进行处理，以生成待测量子芯片的检测结果。具体而言，检测治具10内部包括一第二信号调制/解调器，检测治具10的单探针总线11接在该第二信号调制/解调器上，由单探针总线11上传的多路复用反馈信号，经过该第二信号调制/解调器后，能够提取每一路测试信号的反馈结果，并根据对应的探针ID，可以将各个反馈结果做对应的处理，最后可以得到最终的测试结果。
其中多路复用测试信号和/或多路复用反馈信号是指将多个信号集成在一路信号中，相应的技术包括频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多址、空分多址等。通过将多路信号复合到一路上，这样可以通过单探针总线对汇总的信号进行传输，而加载到芯片上时，通过调制/解调器可以将该一路信号解调成多路信号，分发到对应的探针上，从而实现单探针作为输入/输出的总线，而多探针阵列作为与待测量子芯片的信号加载媒介，简化了原先治具中每根探针都需要单独输入/输出的复杂结构。
在一种优选的实施方式中，该多路复用测试信号包括对应所述探针阵列中每个探针的ID信息和测试用的数据信息，第一信号调制/解调器在对所述多路复用信号进行解调时，根据所述ID信息，将对应的测试信号分配给对应的探针。
在一种优选的实施方式中，该多路复用反馈信号包括对应所述探针阵列中每个探针的ID信息和反馈用的数据信息，第二信号调制/解调器在对所述多路复用反馈信号进行解调时，根据所述ID信息，将对应的反馈信号做对应的处理。
比如对芯片的第一功能进行的测试和对第二功能进行的测试，往往需要加载到芯片不同的引脚上，由探针ID可预定义测试信号的用途，然后当反馈信号返回时，再根据反馈信号中的探针ID可以知道反馈信息对应的测试项。此时再对每一个测试项做对应的处理，就可以获得该测试项的测试结果。
在一种较优的实施方式中，测试电极23的数量最好能大于所待测量子芯片的引脚数量，这样就能根据所述待测量子芯片的大小和引脚位置，移动所述移动电极片，以便于能使每个待测量子芯片的引脚上都接触一移动电极片，不仅可以对不同信号和尺寸的芯片进行匹配，而且还能确定需要使用到的测试电极以及对应到探针阵列中的探针，这样就可以调节检测装置30，依照使用到的探针生成多路复用测试信号，其中该多路复用测试信号包括对应使用到的探针的ID信息与测试用的数据信息，所述第一信号调制/解调器对该多路复用测试信号进行解调，并配发给对应的探针。
综上所述，本发明提出了一种量子芯片的检测治具和检测系统，利用多路复用信号技术，通过一个探针总线将测试信号传递给探针阵列，配合可以调节的测试电极，使得对应不同尺寸以及不同引脚数量的量子芯片，都可以放在本发明的测试系统进行测试，具有测试通用性强的特点，而且由于测试电极在测试时与探针之间不存在互相移动，因此测试过程的稳定性高。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (10)

1.一种量子芯片检测治具，其特征在于：包括用于接触量子芯片引脚的探针阵列，用于对所述探针阵列输入/输出信号的单探针总线，以及连接在所述探针阵列和所述单探针总线之间的第一信号调制/解调器，当对所述量子芯片进行测试时，由所述单探针总线传输一多路复用检测信号至所述第一信号调制/解调器中，所述第一信号调制解调器对所述多路复用检测信号进行解调，分解成多个测试信号，并将所述多个测试信号分配到所述探针阵列对应的探针上，然后由这些探针将所述测试信号加载到对应量子芯片的引脚上，当从所述量子芯片上采集反馈信号时，将探针阵列上不同探针对应接收到的多个反馈信号汇聚到所述第一信号调制/解调器上，将所述多个反馈信号调制成一个多路复用反馈信号，传递给所述单探针总线向外输出。
2.如权利要求1所述的量子芯片检测治具，其特征在于：所述多路复用测试信号包括对应所述探针阵列中每个探针的ID信息和测试用的数据信息，所述第一信号调制/解调器在对所述多路复用测试信号进行解调时，根据所述ID信息，将对应的测试信号分配给对应的探针。
3.如权利要求1所述的量子芯片检测治具，其特征在于：还包括一基板，所述探针阵列设置在所述基板的第一表面，所述单探针总线设置在所述基板相背所述第一表面的第二表面。
4.如权利要求1所述的量子芯片检测治具，其特征在于：所述多路复用测试信号和/或多路复用反馈信号为频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多址、空分多址中的一种。
5.一种量子芯片检测系统，其特征在于：包括用于放置待测量子芯片的卡槽盒，用于信号处理的检测装置，以及如权利要求1-4任意一项所述的检测治具，其中所述检测装置用于向所述检测治具输入检测用的多路复用检测信号，并将所述检测治具反馈的多路复用反馈信号进行处理，以生成所述待测量子芯片的检测结果。
6.如权利要求5所述的量子芯片检测系统，其特征在于：所述卡槽盒包括底座、设置在底座中央的芯片槽、设置在所述芯片槽周围的多个测试电极，以及对应多个测试电极的移动电极片，其中所述多个测试电极与所述探针阵列的多个探针一一对应，该移动电极片一端固定在所述测试电极上，另一端可移动的下探到芯片槽中，当待测量子芯片放入芯片槽后，移动所述移动电极片，使得该移动电极片的一端接触待测量子芯片的引脚上，探针阵列上施加的测试信号经该测试电极和移动电极片传递到所述待测量子芯片上。
7.如权利要求6所述的量子芯片检测系统，其特征在于：所述移动电极片的可移动的一端具有尖锐的端部，该端部与待测量子芯片的引脚电性接触。
8.如权利要求6所述的量子芯片检测系统，其特征在于：所述测试电极的数量大于所述待测量子芯片的引脚数量，根据所述待测量子芯片的大小和引脚位置，移动所述移动电极片，使每个待测量子芯片的引脚上接触一移动电极片，从而确定需要使用到的测试电极以及对应到探针阵列中的探针。
9.如权利要求8所述的量子芯片检测系统，其特征在于：所述检测装置依照使用到的探针生成多路复用测试信号，其中该多路复用测试信号包括对应使用到的探针的ID信息与测试用的数据信息，所述第一信号调制/解调器对该多路复用测试信号进行解调，并配发给对应的探针。
10.如权利要求5-9任意一项所述的量子芯片检测系统，其特征在于：所述检测装置中还包括第二信号调制/解调器，所述第二信号调制/解调器将生成的多路复用测试信号输出给单探针总线，并将来自单探针总线的多路复用反馈信号进行解调，以供所述检测装置计算并生成所述检测结果。
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