CN112771717B - 热解耦设备及其实现方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于热解耦设备的架构和用于制造热解耦设备的技术。在一些实施例中，热解耦设备可包括在热解耦低温微波滤波器中。在一些实施例中，热解耦设备可包括电介质材料和导线。电介质材料可包括通过电介质材料的壁与第二通道分离的第一通道。导线可包括由壁分离的第一片段及第二片段。壁可促使微波信号在第一片段与第二片段之间的传播，并且可减少导线的第一片段与第二片段之间的热流。

Description

热解耦设备及其实现方法

技术领域

本发明总体上涉及具有分段的或不连续的信号导体的微波滤波器部件，其在温度非常低的低温环境中表现出降低的卡皮查阻抗(Kapitza resistance)。

背景技术

量子计算通常是为了执行计算和信息处理功能的目的的量子力学现象的使用。经典计算通常利用晶体管在二进制值上操作，可以看到量子计算与经典计算不同。即，虽然经典的计算机能够以0或1的位值工作，量子计算机能够以包括0和1的叠加的量子位工作，能够缠结多个量子位，并且使用干扰。

所以，量子计算的基本元件是量子位(qubit)。量子位表示量子机械系统，其中可以对信息进行编码和操作。量子位的一个重要方面是相干时间，其代表该量子位的量子状态可以被维持多长时间。

量子计算的成功实现将可能指数式扩展当前计算系统的计算能力，具有使许多技术领域革新的潜力。如今，存在许多建议的方法来实现量子计算设备。实现量子计算架构的最可行的方法之一是基于超导器件，这些超导器件典型地在低温环境中实现。低温环境可以是具有非常低的压力(例如，真空或接近真空)和非常低的温度的环境。例如，例如在一个基于超导的量子计算环境中，一个低温环境可以展现出低于约100开氏度(K)的温度并且可以低至约10毫开氏度(mK)或更低。

任何基于超导的量子计算架构的性能严重依赖于超导量子位(例如，量子位)的质量，这些超导量子位可以直接通过测量的相干时间和量子位误差来表征。这些相干时间和量子位误差强烈地取决于微波硬件(例如，滤波器器件)在低温下的性能。

虽然确实存在微波滤波器，甚至一些被商业地宣称为适合于低温环境，但是现有的微波滤波器似乎不被设计或测试为在低于77K的温度下运行，更不用说可能伴随基于超导的量子计算实现方式的温度(例如，接近或低于10mK)。

因此，在量子计算领域中出现一个技术问题，因为在某些低温温度下(例如，低于约77K)，现有的微波频率滤波器或衰减器可以按出乎意料的方式表现。例如，在低温环境中的微波滤波器或衰减器的元件可能变成超导的，并且不再用于基于频率使信号通过、滤波或衰减。发明人已经认识到，这些技术问题至少部分是由于两个不同的技术问题而产生的。

由于诸如同轴电缆或其他硬件之类的信号导体跨越多个温度区域(通常从室温环境跨越到低温环境)的情况，出现了第一技术问题。因此，信号导体的元件(其可以包括导线以传播信号以及电介质护套或衬底)可以具有显著的温度差。例如，用于将信号从室温环境传输到低温环境的导线可在温度上变化300K。发明人已认识到，传输信号的导线的不同部分之间的显著温度差可引起由导线的一个部分与导线的另一部分之间的热流或热交换引起的热噪声。这种热噪声可以使微波硬件的性能降级，这进而可以使量子位性能降级。

虽然第一技术问题涉及由于单一材料(例如，导线)内的热流而遇到的困难，由于与不同材料之间的热流相关联的困难而出现第二个不同的技术问题。第二技术问题由于称为卡皮查阻抗的现象而产生，该现象在室温下或在低温以上往往是可忽略的，但在低温下可能变得非常显著。卡皮查阻抗是指在热通量的存在下在不同材料之间的边界处的热阻效应。换言之，卡皮查阻抗可以阻止低温环境内的各种材料停留在统一的温度下。

例如，假设环境温度和/或跨越低温制冷装置中的两种材料之间的界面的温度通量为10mK。该环境内的微波硬件可包括形成在电介质中的导线，其中导线可例如通过传递或衰减基于频率的微波信号来提供滤波。电介质可以被冷却到10mK。然而，在操作中可表示热源的导线可能部分地由于卡皮查阻抗现象而不能有效地将热量从导线传递到电介质。由此，导线可能保持在显著高于导电线所位于的周围环境和/或电介质的温度下。发明人已经认识到，在电介质与导线之间的温度差可以引起不同的问题，如低频噪声、意外行为、以及其他问题，这些问题中的任何一个都可以负面地影响依赖于该微波硬件的量子计算设备的量子位的质量(例如，相干时间和量子位错误)。

第三技术问题是由于不能使导线热化而引起的，该导线可以是系统中的热源。可能由于用来实现微波硬件的各种材料在两种不同材料之间(例如在导线和电介质之间)表现出不足的热导率而产生第三技术问题。传统上讲，基于电性能和成本来选择电介质材料和导电材料，很少考虑或不考虑热性能。

发明内容

下面给出概述以提供对本发明的一个或多个实施例的基本理解。本概述不旨在标识关键或重要元素，或描绘特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。在本文所述的一个或多个实施例中，描述了促使(facilitate)材料内减少的热流或促使两种不同材料之间的边界处减少的卡皮查阻抗中的至少一种的系统、方法、设备和/或产品。

根据本发明的实施例，可以提供一种热解耦设备。热解耦设备可以包括电介质材料。电介质材料可包括通过电介质材料的壁与第二通道分离的第一通道。该热解耦设备可以进一步包括导线。该导线可包括由壁分离的第一片段及第二片段。壁可促使微波信号在第一片段与第二片段之间的传播，且可减少导线的第一片段与第二片段之间的热流。由这种热解耦设备提供的优点可以是减小的由于跨越多个温度区的导线内的热流而导致的热噪声。在一些实施例中，第一通道和第二通道可布置成促使对低温环境中传播的微波信号的滤波器操作的图案(pattern)，该低温环境具有低于约77开氏度的温度。这种布置的优点在于，该热解耦设备可以被整合到提供热解耦滤波器设备的滤波器设备中。

根据本发明的实施例，可以提供一种热解耦的低温微波滤波器设备。热解耦的低温微波滤波器设备可包括具有不连续通道的电介质，该不连续通道的图案促使对低温环境中传播的微波信号的滤波器操作，该低温环境具有低于约77开氏度(K)的温度。不连续通道可以包括第一通道，该第一通道通过电介质的壁与第二通道分离。热解耦的低温微波滤波器设备还可包括导线。导线可包括位于第一通道中的第一片段和位于第二通道中的第二片段。第一片段和第二片段可由壁分隔开。壁可促使微波信号在第一片段与第二片段之间的传播，且可减少导线的第一片段与第二片段之间的热流。由这种热解耦的低温微波滤波器设备提供的优点可在非常低的温度(诸如与可在其中实现量子计算架构的低温环境相关联的温度)下改善性能。例如，导线内的热流可引起热噪声。这可以通过对不连续的导线的各个片段进行热解耦来减轻。在一些实施例中，基于微波信号具有高于约1吉赫(GHz)的频率，壁可具有为传播该微波信号而确定的尺寸。所提供的优点在于，即使导线是不连续的，并且因此可能不适合于直流应用，具有足够高频率的信号可以在导线的不连续段之间传播。

根据本发明的实施例，可以提供一种方法。该方法可以是例如用于实现热解耦设备的方法。该方法可以包括由制造设备在电介质中形成不连续通道。不连续通道可以具有包括第一通道的图案，第一通道通过电介质材料的壁与第二通道分离。该方法可以进一步包括：由制造设备在电介质材料的不连续通道中形成导线。导线可包含第一片段及第二片段。第一片段和所述第二片段可由壁分离，壁促进微波信号在第一片段与第二片段之间的传播且减少导线的第一片段与第二片段之间的热流。由该方法提供的优点可以是减小的由于跨越多个温度区的导线内的热流而导致的热噪声。在一些实施例中，形成导线可包括在不连续通道中烧结(sinter)导电材料。通过烧结导线提供的优点可以是，由于导线与衬底之间的增加的表面接触面积，导线与衬底之间的卡皮查阻抗可减小。

根据本发明的实施例，可以提供一种方法。该方法可以例如用于实现热解耦的低温微波滤波器。该方法可包括通过制造设备在低于约77开氏度(K)的低温温度下形成作为电绝缘体和热导体操作的电介质。电介质可包含具有在77K下高于约200瓦特每米开尔文(W/m-K)的热导率的材料。该方法还可以包括由制造设备在电介质中形成不连续通道。不连续通道可以形成为便于对低温环境中传播的微波信号进行滤波器操作的图案。不连续通道可以包括由电介质的壁分离的第一通道和第二通道。更进一步，该方法可包括通过制造设备在具有图案的不连续通道中烧结导电材料。这可导致包括第一片段和第二片段的导线，第一片段和第二片段被壁分离，这促进微波信号通过导线的传播并减少导线的第一片段和第二片段之间的热流。通过这种方法提供的优点可以是降低的沿着导线的热噪声。另一优点可以是降低的导线与电介质之间的卡皮查阻抗。热噪声的降低和卡皮查阻抗的降低可以导致在非常低的温度(如与可以实现量子计算架构的低温环境相关联的温度)下的改进的性能。例如，可通过增加导线与衬底之间的表面接触面积来降低卡皮查阻抗。烧结导线可导致导线与衬底之间的增加的表面接触面积。

根据本发明的一个实施例，可以提供通过一种方法形成的热解耦产品。该方法可以包括由制造设备形成第一通道，第一通道通过电介质材料的壁与第二通道分离。该方法还可以包括由制造设备形成导线。导线可包括形成于第一通道中的第一片段以及形成于第二通道中的第二片段。第一片段和第二片段可以被壁分离。壁可允许微波信号在第一片段与第二片段之间传播并且减小导线的第一片段与第二片段之间的热流。由该方法提供的优点可导致热解耦产品，其可经由导线的不连续片段减小导线的各个不连续片段之间的热流。减小热流可导致与导线相关联的较少热噪声，这可提供改进的信号。

附图说明

图1示出了根据一个或多个实施例的物理地延伸通过多个温度环境的导线的图。

图2示出了根据一个或多个实施例的可传播信号同时减少热流的热解耦设备的框图。

图3示出了根据一个或多个实施例的可传播信号同时减少热流的热解耦低温微波滤波器设备的框图。

图4示出了根据一个或多个实施例的系统的框图和示出卡皮查阻抗的影响的覆盖温度图。

图5示出了根据一个或多个实施例的低温环境的框图，其展示了卡皮查阻抗的影响。

图6示出了根据一个或多个实施例的具有降低的卡皮查阻抗的示例性、非限制性热解耦低温微波滤波器的图形描绘。

图7示出了根据一个或多个实施例的用于低温微波滤波器的示例壳体的框图。

图8-10示出了根据一个或多个实施例的通过其可生产热解耦产品或合适的热解耦低温微波滤波器产物的方法。

图11示出了根据一个或多个实施例的用于实现热解耦设备的示例非限制性方法的流程图。

图12示出了根据一个或多个实施例的用于实现热解耦低温微波滤波器的示例非限制性方法的流程图。

图13示出了根据一个或多个实施例的用于烧结导电材料的示例非限制性方法的流程图。

图14示出了根据一个或多个实施例的用于实现用于低温微波滤波器的壳体的示例非限制性方法的流程图。

图15示出了其中可以实现本文描述的一个或多个实施例的示例非限制性操作环境的框图。

具体实施方式

以下详细描述仅是说明性的并且不旨在限制实施例和/或实施例的应用或用途。此外，没有意图被在前面的背景技术或发明内容部分中或在具体实施方式部分中呈现的任何表达或暗示的信息所约束。

如上所述，本文公开的主题可以解决不同的技术问题。例如，由于跨越多个温度区的单一材料内的热流引起的热噪声，出现第一技术问题，其主要结合本公开的图1-3讨论。由于在两种不同材料之间的界面处操作的卡皮查阻抗，出现了第二技术问题，其主要结合本公开的图4-6讨论。

现在转到附图，首先参考图1，示出了根据一个或多个实施例的物理地延伸通过多个温度环境的导线100的示图。导线100被示为可用于在低温环境102与实验室环境104之间传送信号的连续线或导线片。导线100的部分可实施为同轴电缆或另一合适的配置。导线100可以与超导量子计算设备结合使用，该超导量子计算设备典型地实施在温度非常低的低温环境102中。

低温环境102可以被实施在可以具有多个阶段的低温制冷装置内部，其中每个阶段展现不同的温度。由此，在低温环境102内，可存在一些正整数N个温度区。如图所示，表示温度区0的低温环境102的核心可非常接近绝对零，其示例可以是10毫开尔文(mK)。低温环境102的其他阶段可呈现从约10mK至约100K范围内的不同温度。超出低温环境102，诸如在低温制冷装置之外，被示为温度区域R的环境温度可以是室温，其可接近300K。

因此，用于在低温环境102的核心与实验室环境104之间中继信号的导线100可以不仅作为电流路径而且作为热路径操作。例如，直流路径通常依赖于连续导线(例如，导线100)，但连续导线也是有效热路径。如所说明，热将倾向于在温度区R中的区域处流入导线100中，而在温度区0到N中的区域处流出导线100。实际上，热量将明显倾向于朝向温度区域0流动。

发明人已观察到，这种热流可引起热噪声，该热噪声可负面地影响由导线100传送的信号的质量或负面地影响由导线100服务的器件。例如，该热噪声可以降低滤波器设备的性能或降低量子计算设备的超导量子位的质量。因此，热噪声代表技术问题。减轻这种热噪声可以改善滤波器设备、量子计算设备和其他设备或系统的性能。可以结合图2找到减小或减轻由导线内的热流引起的热噪声的技术。

现在参见图2，示出了根据一个或多个实施例的可以在减小热流的同时传播信号的热解耦设备200的框图。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。这可以通过将导线分割成两个或更多个不连续片段来实现。

例如，热解耦设备200可以包括电介质材料202，取决于实现方式，电介质材料202可以是护套、导管或衬底。电介质材料202可以是任何合适的材料，但可以倾向于某些材料或特性，诸如结合图6进一步详述的降低的卡皮查阻抗特性。电介质材料202可以包括通过电介质材料202的壁204与第二通道分离的第一通道。如下文详述，第一通道和第二通道可由导线206的不连续片段填充或占据。在一些实施例中，第一通道和第二通道可以在基本上平行的方向上延伸。通过代理，导线的第一片段和第二片段可在实质上平行的方向上延伸。

壁204以深灰色描绘以说明第一通道与第二通道之间的间隔，而电介质材料202的其余部分以浅灰色说明。在一些实施例中，壁204可与电介质材料202基本相同或具有与电介质材料202基本相似的性质。在一些实施例中，壁204可由具有不同于电介质材料202的性质的不同材料构成。

热解耦设备200可进一步包括导线206。导线206可以是不连续的或分段的，而不是用在其他系统中的连续导线。例如，导线206可以包括第一片段206A和第二片段206B，其可以分别占据电介质材料202的第一通道和第二通道。因此，第一片段206A和第二片段206B可由壁204分离。壁204可经配置以促进信号208在第一片段206A与第二片段206B之间的传播且减少第一片段206A与第二片段206B之间的热流。

根据标准模型，可以经由电子流通过导体(例如，导线206)传播信号(例如，信号208)。如果这些电子处于相对低的能量状态，这对于直流(DC)应用是典型的，则依赖于导体的连续性来传送信号208。由此，可容易地观察到信号208可传播穿过第一片段206A。信号部分208A描述通过第一片段206A传播的信号208。然而，对于DC型应用，信号208可能归因于由壁204引起的导线206中的不连续而不能够流到第二片段206B。

然而，在诸如微波频谱内的频率的高频处，信号208可能导致导线206的电子被激发，从而代表更高的能量状态。在这种更高能量状态下，电子可以从一个导体跳跃到足够接近的另一个导体。换句话说，壁204有效地作为电容器操作，且信号208可从第一片段206A传送到第二片段206B，其由信号部分208B说明。一旦通过壁204，信号208可沿着第二片段206B传送，其由信号部分208C说明。

微波频谱通常被认为是从约300兆赫(MHz)到约300吉赫(GHz)。取决于各种因素，包括壁204的尺寸，较低的频率可充分地激发电子以引起上述效果。因此，信号208不一定限于处于或高于微波频谱的频率，但这对于许多技术应用而言是合适的阈值。

对于典型的量子计算应用或对于低温频率滤波器或其他硬件，信号208将典型地具有高于约1GHz的频率。因此，在一些实施例中，壁204可具有被确定为传播具有高于约1GHz的频率的信号208的尺寸。虽然许多尺寸是合适的，但作为一个实例，壁204的厚度(例如，第一片段206A与第二片段206B之间的距离)可为约0.6毫米。此厚度可允许信号208在第一片段206A与第二片段206B之间传播，但仍减少第一片段206A与第二片段206B之间的热流动，其由附图标记210说明。然而，应理解，其他尺寸可以是合适的并且其可基于实施例而变化。这通常处于由给定信号208可穿过壁204的最大厚度界定的范围内，其严重受信号208的频率影响，且最小厚度仍充分减小第一片段206A与第二片段206B之间的热流，这受到壁204的材料或热特性的严重影响。

回想起导线206可延伸通过许多不同的温度区域，可能范围从约300K到小于1K。因此，第一片段206A和第二片段206B的大部分可处于不同温度区中，这可导致这两个片段具有显著不同的温度。然而，传导线206内的热流可被限制在给定片段内，这可降低热噪声。在此实例中，第一片段206A的所显示部分的大部分在温度区1中，而第二片段206B的所显示部分的整体在温度区0中。由此，第一片段206A可展现高于第二片段206B的第二平均温度的第一平均温度。在一些实施例中，第一片段206A可稳定地保持在与第二片段206B不同的温度下，而信号208仍可在两者之间传播。

实际上，第一片段206A和第二片段206B可通过热解耦设备200热解耦。热量在给定片段内可自由流动，但可减少两个不同片段之间的热量流动。作为一个优点，考虑到壁204可减少热流，可显著减少由经过导线206的这种热流引起的热噪声。作为另一个优点，相关联的低温制冷装置的运行可以更有效或更有效，因为通过分割导线206已经移除了从室温区到低温环境的核心的连续流动路径。

转回到图1，可以了解的是，热解耦设备200可以有利地实施在低温环境102的不同温度区之间的边界处，例如在相关联的低温制冷装置的不同阶段之间的边界处。例如，考虑位于温度区域N(例如，100K)与温度区域R(例如，300K)之间的边界处的一个或多个热解耦设备200。位于温度区域N中的导线100的第一片段不需要暴露于来自位于温度区域R中的导线100的第二片段的热流。相反，第一片段可以发现100K处或附近的一些热平衡，而第二片段可以发现300处或附近的一些热平衡。然而，信号仍可在第一片段与第二片段之间传播。热解耦设备200的另一优点可与滤波器设备结合使用，其示例参见图3详细描述。

现在转到图3，示出了根据一个或多个实施例的可传播信号同时减少热流的热解耦低温微波滤波器设备300的框图。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。例如，热解耦低温微波滤波器设备300可包括一个或多个热解耦设备200。

就此而言，热解耦的低温微波滤波器设备300可包括电介质302。电介质302可以具有图案306中的不连续通道，图案306促使对在低温环境中传播的微波信号的滤波器操作，低温环境具有低于约77开氏度的温度。不连续通道可以具有第一通道，该第一通道通过电介质302的壁308与第二通道分离，在图2中描绘了其示例。

热解耦低温微波滤波器设备300还可包括可具有多个不连续片段的导线304。例如，导线304可以包括位于第一通道中的第一片段304A和位于第二通道中的、由壁308分离的第二片段304B。壁308可以促使微波信号通过导线304(诸如通过导线304的多个片段)的传播。壁308可进一步减少第一片段304A与第二片段304B之间的热流动。因此，导线304的各个片段可被热解耦，这有利地可减少或减轻热噪声。现在可以从图4开始描述与降低卡皮查阻抗的效果相关的技术。

现在参考图4，其为根据一个或多个实施例的系统400的框图和示出卡皮查阻抗的影响的覆盖温度图。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。系统400可包括共享边界界面402的两种不同材料，其中一种材料与另一种材料接触。所以，在该示例中，材料A在边界界面402处接触材料B。在这个实例中，假设这些材料、或者这两种材料之间的界面经受共同的温度通量和/或环境温度对于二者是相同的，称为T0。进一步假定材料A具有初始温度T1，并且材料B具有低于T1的初始温度T2。

在室温下，在卡皮查阻抗的影响倾向于可忽略不计的情况下，在热量从材料A通过边界界面402流动到材料B时，材料A和材料B将可能沉降到共同的温度。然而，在卡皮查阻抗的影响可能显著得多的低温温度下，热边界阻抗R在边界界面402上引起温度下降ΔT。换言之，热边界阻抗防止材料A和材料B之间的一些热交换，使得材料A和材料B不会沉降到相同的温度。

认为由于在边界界面402处的能量载流子(诸如声子或电子)的散射，导致这种温度失配。能量载流子在边界界面402处散射而不是通过边界传热的概率是边界界面402两侧的材料的能量状态的函数。在低温温度下，这些能量状态较低，产生高得多的散射概率。已经观察到在低温(如低温)下，卡皮查阻抗现象(也称为热边界阻抗)导致用作两种不同材料之间的边界的边界界面402处的显著温度下降ΔT。进一步观察到，该温度下降ΔT可导致结合图5进一步详述的技术问题。

现在参见图5，其是根据一个或多个实施例的低温环境500的框图，其展示了卡皮查阻抗的影响。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。低温环境500可呈现非常低的压力或为真空。低温环境500可被冷冻至非常低的温度，诸如小于约77K，并且实际上可低于4K，并且在一些情况下为10毫开尔文或更小。在低温环境500内可以是量子计算架构502的某些部分。

量子计算架构502可以包括不同微波硬件504，例如，微波频率滤波器或衰减器。例如，可以采用一个微波频率滤波器来控制量子计算架构502的超导量子位。微波频率滤波器的内部结构可包括位于电介质中的导线。因此，导线与电介质共享边界界面506的不同实例，这可以类似于结合图1中的材料A和材料B所描述的。假设跨边界界面506的温度通量是T0，导线在T1，并且电介质在T2，则卡皮查阻抗可以引起跨边界界面506的温度下降ΔT。换言之，导线未被热化并且维持比电介质高ΔT的温度。已经观察到，导线与电介质之间的温度差可以使微波硬件504意外地表现。例如，该温度差可导致低频噪声或微波硬件504的其他降级的性能。这可以导致更短的相干时间、增加的量子位误差、或量子计算架构502的其他退化的性能。在一些情况下，微波硬件504的元件(例如，导线)可能在非常低的温度下变成超导的，在这种情况下，微波硬件504可能不如预期那样起作用。

可通过各种技术来实现由边界界面506处的卡皮查阻抗引起的上述技术问题的潜在解决方案，以减小边界界面506处的卡皮查阻抗。热边界阻抗的这种减小可以导致较低的ΔT值，这可以避免微波硬件504在非常低的温度下的性能降级。

图6是根据一个或多个实施例的具有减小的卡皮查阻抗的示例非限制性低温微波滤波器600的图形描绘。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。在一些实施例中，低温微波滤波器600可以用于控制超导量子计算架构的量子位。

低温微波滤波器600可包括衬底602。衬底602可以由被确定为具有所期望的热特性的电介质材料形成。例如，材料可被确定为在77开氏度(K)的温度下具有高于约200瓦特每米开尔文(W/m-K)的热导率。在一些实施例中，该材料可以是充当电绝缘体的电介质材料。应了解，用于常规衬底或电介质的材料倾向于基于价格和所要求的电特性(例如电绝缘)的某一函数来选择。如果没有识别出在低温温度下的卡皮查阻抗的增加的重要性以及卡皮查阻抗可能引起与滤波器设备有关的技术问题，滤波器设计者没有明显的理由考虑电介质或衬底的热导率特性，特别是在给定热导率特性可能增加电介质或衬底的成本而不提供改善的电特性的情况下。

然而，通过选择被确定为具有高热导率的材料(在本示例中在77K处高于200W/m-K)，与衬底602接触的元件(例如，导线604)可被更有效地热化，这可降低热噪声。例如，热电子可以更有效地从导线604去除。由于DC信号不在导线604的各个片段之间传播，可被减少或消除与DC信号相关联的噪声。降低噪声的结果可以改善相关元件或系统的性能。例如，当依赖于低温微波滤波器600而不是现有的微波滤波器时，相关联的量子计算系统可以实现改进的相干时间和更少的量子位误差。

在一些实施例中，选择用于衬底602的材料可以是蓝宝石。在一些实施例中，选择用于衬底602的材料可以是金刚石。其他材料是可能的，只要这些材料表现出足够的导热性。蓝宝石和金刚石都具有极高的热导率，甚至当与诸如氧化铝的典型陶瓷衬底相比时。例如，已知具有高热导率的氧化铝在77K下具有157W/m-K的热导率，但是由于其低成本和低电导率，氧化铝是用于陶瓷衬底和/或电介质的最通常选择的材料之一。相比之下，诸如蓝宝石和金刚石的其他材料在低温下具有显著更好的热导率，这在表I中示出。

表I

尽管认为氧化铝相对于许多其他材料具有高热导率，但是取决于应用，这通常不够高。如表I所示，蓝宝石和金刚石在77K表现出接近十倍(在蓝宝石的情况下)或大于二十倍(在金刚石的情况下)的热导率。在甚至更低的温度下，例如在4K下，蓝宝石和金刚石可以展现出比氧化铝高多于两个数量级的热导率。因此，在低温温度下，当衬底由例如蓝宝石或金刚石组成时，可预期衬底与不同材料之间的边界界面具有比由更常见的材料如氧化铝组成时减小的卡皮查阻抗和更低的ΔT。

低温微波滤波器600还可包括导线604。导线604可以形成在衬底602的一个凹陷或多个凹陷中。导线604可促使对在低温环境中传播的微波信号的滤波器操作，该低温环境具有低于约77K的温度。

在一些实施例中，由导线604促使的滤波器操作可以是衬底602中的凹陷的几何形状的函数。例如，由于导线604可形成于这些凹部中或导线604可填充凹部的某一部分，所以凹部的图案可提供或促进所要的滤波操作。在该实例中，图案606示出了合适的几何形状的一个实例。在一些实施例中，由图案606促进的滤波操作可以是带通滤波器操作，其中处于限定范围内的微波信号的频率被带通滤波器操作通过，并且超出限定范围的其他频率可以被带通滤波器操作滤波或衰减。

作为一个实例，图案606可促使5.5吉赫(GHz)与6.5GHz之间的频率通过，同时对超出所允许频率的频带的频率(例如，低于5.5GHz或高于6.5GHz的频率)进行滤波或衰减。应当认识到，取决于图案606的几何形状，所通过的限定频率范围可以具有大约一个GHz或某个其他值的带宽。具有1GHz宽度或其他宽度的所定义的通过的这一频带可实质上位于微波频谱中的任何地方，微波频谱通常介于约300兆赫(MHz)与300GHz之间。然而，对于与量子计算架构结合使用的某些应用，在大约1GHz与大约10GHz之间的范围内的滤波或衰减频率可以具有更大的重要性。例如，在约4.5GHz至约5.5GHz之间、约5.5GHz至约6.5GHz之间、约6.5GHz至约7.5GHz之间的限定范围内的通过频率(同时衰减该范围之外的频率)等可以表示典型的微波滤波器。

如已经讨论的，低温微波滤波器600可具有优于其他滤波器设备的显著优点，特别是关于降低卡皮查阻抗和改善热化。发明人已确认可通过增加衬底602与导线604之间的表面接触面积来减少卡皮查阻抗，下文将对此进行详述的技术。发明人已经进一步认识到，可以通过选择用于低温微波滤波器600的具有非常高的热导率的材料来实现改进的热化，这可以例如改进将热电子从导线604转移走的功效。如上所述，这可以与选择用于衬底602的材料有关，其中所选择的材料具有高于约200(或一些其他合适的值)W/m-K的热导率，诸如蓝宝石和金刚石的材料用作代表性实例。应进一步理解，导线604的材料也可根据高热导率性质来选择，下文给出一些实例。

除了例如通过增加低温微波滤波器600中使用的材料的热导率来改善传导线604的热化之外，还可减小卡皮查阻抗。例如，再次考虑图5的边界界面506，注意，一个或多个类似的边界界面可存在于衬底602与导线604之间。虽然两种不同材料之间的界面可以表示为平滑界面，但是在微观尺度上，这两种材料可能不是横过整个界面齐平的，从而导致边界界面处的两种不同材料之间的减小的表面接触面积。这种减小的表面接触面积代表了一个技术问题，因为这样导致更高的卡皮查阻抗或更高的ΔT。

发明人已观察到，可通过增加导线604与衬底602之间的表面接触面积来减少ΔT及卡皮查阻抗两者，且发明人已进一步确定此举可藉由不同方式来完成。例如，导线604可以被构造或形成为使得边界界面处的接触更加齐平。作为另一个实例，可以增加边界界面处的压力，从而导致更多的表面接触面积。

可以用于有利地利用两种技术的技术可以是烧结导线604。换言之，导线604可以包括已经在衬底602的凹陷中烧结的导电材料。关于烧结技术的其他信息可以参考图10找到。然而，应理解的是，通过烧结导线604，可以增加两种材料之间的边界界面处的表面接触面积，这部分地是由于创造了与衬底602的表面的更好“配合”和通过在界面处展现出倾向于平滑掉微观缺陷的增加的压力，否则在该微观缺陷处接触可能不存在。

如可从表示导线604的图案的图案606进一步观察到的，滤波器的不同操作可通过测量射频(RF)信号来执行。因为导线604是不连续的或分段的，所以可能不能完全支持DC测量。这不一定是一个缺点，因为量子位典型地在高频率(例如，高于1GHz)下工作，并且DC测量不经常用于这样的应用。此外，鉴于DC信号可以递送可能负面地影响量子位的低频噪声，阻断DC信号可以是有益的。

现在参考图7，根据一个或多个实施例的用于低温微波滤波器600的示例性壳体700。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。壳体700可封装低温微波滤波器600的其他部件的全部或一部分。壳体700可以包括壳体材料702，该壳体材料可以具有各种有利特性。例如，在一些实施例中，壳体材料702可由无氧材料形成。在一些实施例中，壳体材料702可以是电解铜或类似材料。在一些实施例中，壳体材料702可屏蔽低温微波滤波器(例如，低温微波滤波器600)的元件免受微波噪声的影响，这可提供进一步改进的性能。

如沟槽704所示，壳体700可被构造成耦合到促进远离壳体700的热能传递或作为散热器操作的制冷装置板或其他低温元件。在一些实施例中，壳体700可以耦合到电接地，如附图标记706所示。更进一步，壳体700可以被集成到合适的量子计算架构中，例如被结合到量子位壳体中。连接器708可以是单极或高密度微波连接器，例如SMP、SMA、Ardent等。在一些实施例中，壳体700的两端上的连接器708或低温微波滤波器600可具有相同的性质(例如，阳性或阴性)。这种配置可以减少量子位控制线上的连接数，导致反射点数减少，并因此改进性能。

图8-10示出根据一个或多个实施例的可生产合适的热解耦产品的方法。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。在一些实施例中，热解耦产品可以代表图2的热解耦设备200。在一些实施例中，热解耦产品可以代表热解耦的低温微波滤波器设备300或低温微波滤波器600的一部分。在图8-10中，热解耦产品显示为在所示方法的各个阶段描述的横截面视图。

就此而言，图8示出了例如通过制造设备形成电介质800。制造设备可以由计算元件控制，计算元件包括处理器和存储可执行指令的存储器，可执行指令在由处理器执行时促使操作的执行。可以参考图15找到处理器和存储器以及其他合适的计算机或基于计算的元件的实例。

在一些实施例中，电介质材料800可以是诸如衬底602的衬底。例如，电介质材料800可在低于约77K的低温温度下作为电绝缘体和热导体操作。电介质材料800可以包括具有在77K处高于约200W/m-K的热导率的材料。应理解，经选择以满足特定应用的热导率可取决于应用，因此可取决于应用或实施例而选择其他热导率值。例如，对于不同的应用，可选择电介质材料800的材料以具有热导率，例如，在77K的温度下高于1000W/m-K，在20K的温度下高于1000W/m-K，在10K的温度下高于20W/m-K，以及在4K的温度下高于10W/m-K，或者在任何低温温度下任何合适的热导率值。上表I表明，在不同温度下的这些实例热导率值区别于常用的电介质，例如氧化铝。如所讨论的，选择具有适当高热导率的材料可以显著地减小卡皮查阻抗并且显著地减小在边界界面处的温度下降ΔT。

图9示出了根据一个或多个实施例，例如通过制造设备在电介质材料800中形成通道。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。例如，制造设备可以形成通道900A和通道900B。通道900A可以通过电介质材料800的壁902与通道900B分离。在一些实施例中，通道的图案可被配置为用于具有微波频谱内(例如，在300MHz与300GHz之间)的频率的电磁辐射的滤波器操作的函数。可以提供这种行为的这种图案的代表性实例(从俯视图中示出)可以是图案606。因此，除了通道900A和900B是不连续的并且被壁902分离之外，在一些实施例中，通道900A和900B可以表示图案606的横截面。沟道900A和900B可以通过图案和蚀刻技术或任何其他合适的技术来产生。

图10示出了根据一个或多个实施例的形成在通道900A和900B中的导线1000。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。例如，制造设备可以形成包括形成在通道900A中的第一片段和形成在通道900B中的第二片段的导线。导线1000的第一片段可通过壁902与第二区、片段分离。壁902可经配置以允许微波信号(或具有充分激发的电子的信号)在第一片段与第二片段之间传播。进一步，壁902可减少导线1000的第一片段与第二片段之间的热流。

在一些实施例中，导线1000可由烧结导电材料形成。例如，导线1000可由例如制造设备烧结通道900A和900B中的导电材料而产生。关于烧结的另外的细节可以结合图13找到。

应理解，不同边界界面1002可存在于导线1000与电介质材料800之间。如已经描述的，电介质材料800可以包括被选择为具有非常高的热导率的材料。同样，可以结合导线1000选择具有高导热性的导电材料。使用具有高导热性的材料可以改进该导线的热化，由此改进该低温微波滤波器产品的性能。此外，通过烧结导电材料，可在边界界面1002处增加表面接触面积，这可降低卡皮查阻抗并进一步改善低温环境中的性能。

图11-14示出了根据所公开的主题的不同方法。虽然出于简化解释的目的，方法被示出和描述为一系列动作，但是应当理解和领会，所公开的主题不受动作的次序的限制，因为一些动作可按与本文所示出和描述的次序不同的次序发生和/或与其他动作并发地发生。例如，本领域技术人员将理解和领会，方法可替代地被表示为一系列相互关联的状态或事件，例如，状态图中。此外，不需要所有示出的动作来实现根据所公开的主题的给定方法。另外，应进一步了解，下文和本说明书全文中所揭示的方法能够存储在制品上以促使将该方法传送和转移到计算机。

图11示出了根据一个或多个实施例的用于制造热解耦设备的示例非限制性方法的流程图1100。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。在附图标记1102处，制造设备可在电介质中形成不连续通道。不连续通道可以具有包括第一通道的图案，第一通道通过电介质材料的壁与第二通道分离。

在附图标记1104处，制造设备可以在电介质材料的不连续通道中形成导线。导线可包括由壁分离的第一片段及第二片段。壁可促使微波信号在导线的第一片段与第二片段之间的传播，且可减少导线的第一片段与第二片段之间的热流。在一些实施例中，形成导线可包括在不连续通道中烧结导电材料。

图12示出了根据一个或多个实施例的用于制造热解耦的低温微波滤波器的示例非限制性方法的流程图1200。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。在附图标记1202处，制造设备可形成电介质，该电介质在低于约77K的低温温度下作为电绝缘体和热导体操作。就此而言，电介质可包括具有在77K处高于约200W/m-K的热导率的材料。通过选择该材料具有高于指定阈值(在这种情况下在77K高于约200W/m-K)的热导率，可以改进该导线与电介质之间的热交换，这可以改进低温微波滤波器在非常低的温度环境中运行时的性能。材料的合适示例可包括蓝宝石材料、金刚石材料或其他材料。

在附图标记1204处，制造设备可以在电介质中形成不连续通道。不连续通道可以形成为便于对在低温环境中传播的微波信号进行滤波器操作的图案。不连续通道可以包括由电介质的壁分离的第一通道和第二通道。通常，微波信号的特征在于具有在约300MHz和约300GHz之间的范围内的频率的信号。在一些实施例中，基于微波信号具有高于约1GHz的频率，壁可具有为传播该微波信号而确定的尺寸。

在附图标记1206处，制造设备可以在电介质材料的不连续通道中形成导线。导线可包括由壁分离的第一片段及第二片段。壁可促使微波信号在第一片段与第二片段之间的传播，且可减少导线的第一片段与第二片段之间的热流。通过减少第一与第二片段之间的热流，可减少导线附近的热噪声，这可导致改进的信号。

如上所述，基于通道的几何形状，该导线可用作微波滤波器。在一些实施例中，形成导线可包括在不连续通道中烧结导电材料。应进一步注意，通过烧结导电材料，所得的烧结导线可在导线与电介质之间的边界界面处具有降低的卡皮查阻抗。这种降低的卡皮查阻抗可部分归因于由烧结工艺导致的边界界面处的增加的表面接触面积。

图13示出了根据一个或多个实施例的用于烧结导电材料的示例非限制性方法的流程图1300。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。在附图标记1302处，制造设备可在衬底的凹部中沉积粉末形式的导电材料。粉末形式的导电材料可以是针对优越的导热特性而选择的一种，如关于衬底的材料所详述的，其可以通过减少在导线与衬底的边界处的温度下降来改进滤波器在低温下的性能。在一些实施例中，粉末形式的导电材料可以是粉末金、粉末铜、粉末银和粉末铝中的一种。

在附图标记1304处，制造设备可以将粉末形式的导电材料暴露于烧结环境或烧结条件。该烧结环境或条件可以由定义的温度和定义的压力来表征，该温度和压力被选择为将该粉末形式的导电材料聚结到该导线而不使该导电材料液化。通过结合导线采用烧结技术，可以在电介质与导线之间实现更高的表面接触面积，这可以操作以降低低温下的卡皮查阻抗，并且因此改善低温微波滤波器在低温下的性能。

现在转向图14，流程图1400示出为根据一个或多个实施例的用于制造用于低温微波滤波器的壳体的示例性非限制性方法。为了简洁起见，省略对在本文中描述的其他实施例中采用的类似元件的重复描述。在附图标记1402处，制造设备可以形成或组装用于低温微波滤波器的壳体。壳体可被配置为耦接至作为散热器操作的制冷装置板。

在附图标记1404处，制造设备可形成或组装连接器。连接器可在低温微波滤波器的相对端处耦合到导线。在一些实施例中，连接器可以共享相同的特性类型。例如，在滤波器两端的连接器可以都是阳性连接器或可以都是阴性连接器。可以通过这样一种安排实现的一个优点可以是可以减少量子位控制线上的连接数，这可以导致减少反射点数。这样，可以提供更清洁的微波控制脉冲并且可以改进滤波器的性能。

在附图标记1406处，制造设备可形成壳体材料的壳体，该壳体材料被选择成改善热化以及潜在地屏蔽滤波器元件免受噪声。在一些实施例中，壳体材料可以是无氧材料。在一些实施例中，壳体材料可以是电解铜。

应当理解，本发明可以是通过特定过程形成的系统、方法和/或产品。可以由计算机程序产品以任何可能的集成技术细节水平来提供本发明的某些技术应用。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路的配置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的方式。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、段、或指令的一部分，所述模块、段、或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

结合图15，下文描述的系统和过程可体现在硬件内，例如单个集成电路(IC)芯片、多个IC、专用集成电路(ASIC)等。进一步，一些或所有处理块出现在每个处理中的顺序不应被视为是限制性的。而是，应理解，过程块中的一些可按多种次序执行，其并非全部可在本文中明确说明。

参见图15，用于实现所要求保护的主题的各方面的示例环境1500包括计算机1502。计算机1502包括处理单元1504、系统存储器1506、编解码器1535和系统总线1508。系统总线1508将包括但不限于系统存储器1506的系统组件耦合到处理单元1504。处理单元1504可以是不同可用处理器中的任何处理器。双微处理器和其他多处理器架构也可以用作处理单元1504。

系统总线1508可以是若干类型的总线结构中的任意一种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线，或使用各种可用总线架构的局部总线的，包括但不限于工业标准架构(ISA)、微通道架构(MSA)、扩展ISA(EISA)，智能驱动电子装置(IDE)、VESA本地总线(VLB)、外围组件互连(PCI)、卡总线、通用串行总线(USB)、高级图形端口(AGP)、个人计算机存储卡国际协会总线(PCMCIA)、火线(IEEE 1394)，以及小型计算机系统接口(SCSI)。

在不同实施例中，系统存储器1506包括易失性存储器1510和非易失性存储器1512，其可采用所公开的存储器架构中的一个或多个。包含诸如在启动期间在计算机1502内的元件之间传输信息的基本例程的基本输入/输出系统(BIOS)被存储在非易失性存储器1512中。另外，根据本发明，编解码器1535可包括编码器或解码器中的至少一者，其中编码器或解码器中的至少一者可由硬件、软件或硬件和软件的组合组成。尽管将编解码器1535描绘为单独组件，但编解码器1535可包含在非易失性存储器1512内。作为说明而非限制，非易失性存储器1512可包含只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、快闪存储器、3D闪存、或例如电阻式随机存取存储器(RRAM)的电阻式存储器。在至少一些实施例中，非易失性存储器1512可采用所公开的存储器装置中的一个或多个。此外，非易失性存储器1512可以是计算机存储器(例如，与计算机1502或其主板物理地集成)或可移除存储器。可以利用其实现所公开的实施例的合适的可移除存储器的示例可以包括安全数字(SD)卡、紧凑型闪存(CF)卡、通用串行总线(USB)记忆棒等。易失性存储器1510包括充当外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)，并且在各个实施例中还可以采用一个或多个所公开的存储器设备。作为说明而非限制，RAM以诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、和增强型SDRAM(ESDRAM)等的许多形式可用。

计算机1502还可以包括可移动/不可移动、易失性/非易失性计算机存储介质。图15示出了例如盘存储1514。盘存储1514包括但不限于诸如磁盘驱动器、固态盘(SSD)、闪存卡或记忆棒的设备。另外，盘存储1514可以单独地或与其他存储介质组合地包括存储介质，其他存储介质包括但不限于诸如致密盘ROM设备(CD-ROM)、CD可记录驱动器(CD-R驱动器)、CD可重写驱动器(CD-RW驱动器)、或数字通用盘ROM驱动器(DVD-ROM)之类的光盘驱动器。为了便于将盘存储1514连接到系统总线1508，通常使用可移除或不可移除接口，诸如接口1516。应了解，存储设备1514可存储与用户相关的信息。此类信息可被存储在或提供给服务器或在用户设备上运行的应用。在一个实施例中，可以(例如，通过输出设备1536)向用户通知被存储到盘存储1514或被传送到服务器或应用的信息类型。可以向用户提供选择加入或选择退出收集或与服务器或应用共享这样的信息(例如，通过来自输入设备1528的输入)的机会。

应当理解，图15描述了充当用户和在适当的操作环境1500中描述的基本计算机资源之间的中介的软件。这样的软件包括操作系统1518。可以存储在盘存储1514上的操作系统1518用于控制和分配计算机系统1502的资源。应用1520利用操作系统1518的通过存储在系统存储器1506中或盘存储1514上的程序模块1524和程序数据1526(诸如引导/关闭事务表等)对资源的管理。应当理解，所要求保护的主题可以用不同操作系统或操作系统的组合来实现。

用户通过输入设备1528将命令或信息输入到计算机1502中。输入设备1528包括但不限于定点设备，诸如鼠标、轨迹球、指示笔、触摸板、键盘、麦克风、操纵杆、游戏板、卫星碟形天线、扫描仪、TV调谐器卡、数码相机、数码摄像机、网络相机等。这些和其他输入设备经由接口端口1530通过系统总线1508连接到处理单元1504。接口端口1530包括例如串行端口、并行端口、游戏端口和通用串行总线(USB)。输出设备1536使用与输入设备1528相同类型的端口中的一些端口。由此，例如，USB端口可用于向计算机1502提供输入并从计算机1502向输出设备1536输出信息。提供输出适配器1534以说明存在一些需要特殊适配器的输出装置1536，例如监视器、扬声器、和打印机、以及其他输出装置1536。作为说明而非限制，输出适配器1534包括提供输出设备1536与系统总线1508之间的连接方式的视频和声卡。应当注意，其他设备或设备系统提供输入和输出能力两者，诸如远程计算机1538。

计算机1502可以使用到一个或多个远程计算机(诸如远程计算机1538)的逻辑连接在联网环境中操作。远程计算机1538可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于微处理器的电器、对等设备、智能电话、平板、或其他网络节点，并且通常包括相对于计算机1502所描述的元件中的许多元件。为了简洁起见，仅存储器存储设备1540与远程计算机1538一起说明。远程计算机1538通过网络接口1542在逻辑上连接到计算机1502，然后经由通信连接1544连接。网络接口1542包含有线或无线通信网络，例如局域网(LAN)和广域网(WAN)和蜂窝网络。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜线分布式数据接口(CDDI)、以太网、令牌环等。WAN技术包括但不限于点对点链路、电路交换网络(如综合业务数字网(ISDN))及其变型、分组交换网络、和数字用户线(DSL)。

通信连接1544是指用于将网络接口1542连接到总线1508的硬件/软件。虽然为了说明清楚起见而在计算机1502内部示出了通信连接1544，但是它也可以在计算机1502的外部。仅为了示范性目的，连接到网络接口1542所需的硬件/软件包括内部和外部技术，例如包括常规电话级调制解调器、电缆调制解调器和DSL调制解调器的调制解调器、ISDN适配器、以及有线和无线以太网卡、集线器和路由器。

虽然以上已经在运行在一个计算机和/或多个计算机上的计算机程序产品的计算机可执行指令的一般上下文中描述了本主题，但是本领域技术人员将认识到，本公开还可以或可以结合其他程序模块来实现。通常，程序模块包括执行特定任务和/或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构等。此外，本领域技术人员将认识到可以用其他计算机系统配置(包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算设备、大型计算机、以及计算机、手持式计算设备(例如，PDA、电话)、基于微处理器的或可编程的消费或工业电子产品等)来实践本发明的计算机实现的方法。还可在其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行的分布式计算环境中实践所描述的方面。然而，可以在独立计算机上实践本公开的一些方面(如果不是全部的话)。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备两者中。

如在本申请中所使用的，术语“组件”、“系统”、“平台”、“接口”等可以指代和/或可以包括计算机相关实体或与具有一个或多个特定功能的操作机器相关的实体。本文公开的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，组件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序、和/或计算机。作为说明，在服务器上运行的应用和服务器两者可以是组件。一个或多个组件可以驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。在另一实例中，相应组件可从具有存储于其上的不同数据结构的不同计算机可读介质执行。组件可以经由本地和/或远程过程通信，诸如根据信号，该信号具有一个或多个数据分组(例如，来自经由信号与本地系统、分布式系统、和/或跨网络(诸如与其他系统交互的互联网)的另一组件交互的一个组件的数据)。作为另一示例，组件可以是具有由电气或电子电路操作的机械部件提供的特定功能的装置，其由处理器执行的软件或固件应用操作。在这种情况下，处理器可以在装置内部或外部，并且可以执行软件或固件应用的至少一部分。作为又一示例，组件可以是在没有机械部件的情况下通过电子部件提供特定功能的装置，其中电子部件可包括用于执行至少部分地赋予电子组件的功能的软件或固件的处理器或其他实施例。在一方面，组件可经由例如云计算系统内的虚拟机来仿真电子组件。

此外，术语“或”旨在表示包含性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另外指明或从上下文中清楚可见，“X采用A或B”旨在意指任何自然的包含性排列。即，如果X采用A；X采用B；或X采用A和B两者，则在任何前述情况下满足“X采用A或B”。此外，在本说明书和附图中使用的冠词“一个(a)”和“一个(an)”总体上应被解释为意指“一个或多个”，除非另外指明或从上下文中清楚看出是针对单数形式。如在此所使用的，术语“示例”和/或“示例的”用于意指充当示例、实例或说明并且旨在是非限制性的。为了避免疑问，本文公开的主题不受这样的示例的限制。此外，在此描述为“示例”和/或“示例的”的任何方面或设计不一定被解释为比其他方面或设计优选或有利，也不旨在排除本领域普通技术人员已知的等效示例性结构和技术。

如在本说明书中所采用的，术语“处理器”可以指基本上任何计算处理单元或设备，包括但不限于单核处理器；具有软件多线程执行能力的单处理器；多核处理器；具有软件多线程执行能力的多核处理器；具有硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；以及具有分布式共享存储器的并行平台。另外，处理器可指代集成电路、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)、复杂可编程逻辑装置(CPLD)、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或经设计以执行本文中所描述的功能的其任何组合。进一步，处理器可以利用纳米级架构，诸如但不限于基于分子和量子点的晶体管、开关和栅极，以便优化空间使用或增强用户设备的性能。处理器还可以被实现为计算处理单元的组合。在本披露中，诸如“存储(store)”、“存储(storage)”、“数据存储(store)”、“数据存储(storage)”、“数据库”等术语以及与组件的操作和功能相关的基本上任何其他信息存储组件被用于指“存储器组件”、体现在“存储器”中的实体、或包括存储器的组件。应了解，本文中所描述的存储器和/或存储器组件可为易失性存储器或非易失性存储器，或可包含易失性存储器和非易失性存储器两者。作为说明而非限制，非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)、闪存或非易失性随机存取存储器(RAM)(例如，铁电RAM(FeRAM))。易失性存储器可以包括RAM，该RAM可以例如充当外部高速缓存存储器。作为说明而非限制，RAM以许多形式可用，诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)、直接Rambus RAM(DRRAM)、直接Rambus动态RAM(DRDRAM)、和Rambus动态RAM(RDRAM)。另外，本文所公开的系统或计算机实现的方法的存储器组件旨在包括但不限于包括这些和任何其他合适类型的存储器。

上述内容仅包括系统和计算机实现的方法的示例。当然，出于描述本公开的目的，不可能描述组件的每个可想到的组合或计算机实现的方法，但是本领域普通技术人员可以认识到，本公开的许多进一步的组合和排列是可能的。此外，就在说明书、权利要求、附件和附图中使用术语“包括”、“具有”、“拥有”等而言，此类术语旨在以与术语“包含”类似的方式是包括性的，因为“包含”在权利要求中用作过渡词时被解释。已出于说明的目的呈现了不同实施例的描述，但该描述并非意在穷举或限于所披露的实施例。在不脱离所说明的实施例的范围的情况下，对本领域的普通技术人员而言许多修改和变化将是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (24)

1.一种热解耦设备，包括：

电介质材料，所述电介质材料包括第一通道，所述第一通道通过所述电介质材料的壁与第二通道分离；以及

导线，所述导线包括由所述壁分离的第一片段和第二片段，其中所述壁促使微波信号在所述第一片段与所述第二片段之间的传播且减少所述导线的所述第一片段与所述第二片段之间的热流，以及

壳体，所述壳体由壳体材料形成并被配置成耦合到制冷设备板，所述制冷设备板促使热能从所述壳体传递走，其中所述壳体材料是无氧的或电解铜。

2.根据权利要求1所述的热解耦设备，其中基于所述微波信号具有高于1吉赫(GHz)的频率，所述壁具有为传播所述微波信号而确定的尺寸。

3.根据权利要求1所述的热解耦设备，其中，所述第一片段和所述第二片段在平行的方向上延伸。

4.根据权利要求1所述的热解耦设备，其中，所述第一片段呈现第一平均温度，所述第一平均温度高于所述第二片段的第二平均温度。

5.根据权利要求1所述的热解耦设备，其中，所述电介质材料被选择为在77开氏度(K)的温度处具有高于200瓦特每米开氏度(W/m-K)的热导率。

6.根据权利要求5所述的热解耦设备，其中，所述电介质材料选自包括蓝宝石和金刚石组成的组。

7.根据权利要求1所述的热解耦设备，其中，所述导线包括已被烧结在所述电介质材料的不连续通道中的导电材料。

8.根据权利要求1所述的热解耦设备，其中，所述电介质材料包括不连续通道，所述不连续通道包括所述第一通道和所述第二通道，其中，所述不连续通道是便于对低温环境中传播的所述微波信号进行滤波操作的图案，所述低温环境具有低于77开氏度(K)的温度。

9.根据权利要求8所述的热解耦设备，其中，所述滤波操作是填充在具有所述图案的所述不连续通道中的所述导线的几何形状发挥功能。

10.根据权利要求8所述的热解耦设备，其中，所述滤波操作包括带通滤波操作，其中，处于定义的频率范围内的所述微波信号的第一频率被所述带通滤波操作通过，并且其中，超过所述定义的范围的第二频率被所述带通滤波操作衰减。

11.根据权利要求10的所述热解耦设备，其中，所述定义的频率范围具有包括1GHz与10GHz之间的范围内的频率的一部分的1吉赫(GHz)的带宽。

12.一种热解耦低温微波滤波器设备，包括：

电介质，所述电介质具有促使对低温环境中传播的微波信号进行滤波操作的图案的不连续通道，所述低温环境具有低于77开氏度(K)的温度，其中所述不连续通道包括第一通道，所述第一通道通过所述电介质的壁与第二通道分离；以及

导线，所述导线包括位于所述第一通道中的第一片段和位于所述第二通道中的第二片段，所述第一片段和所述第二片段由所述壁分离，所述壁促使所述微波信号通过所述导线的传播并且减少所述导线的所述第一片段与所述第二片段之间的热流，以及

壳体，所述壳体由壳体材料形成并被配置成耦合到制冷设备板，所述制冷设备板促使热能从所述壳体传递走，其中所述壳体材料是无氧的或电解铜。

13.根据权利要求12所述的热解耦低温微波滤波器设备，其中基于所述微波信号具有高于1吉赫(GHz)的频率，所述壁具有为传播所述微波信号而确定的尺寸。

14.根据权利要求12所述的热解耦低温微波滤波器设备，其中，所述第一片段和所述第二片段在平行的方向上延伸。

15.根据权利要求12所述的热解耦低温微波滤波器设备，其中所述壳体耦合到电接地。

16.一种用于实现热解耦设备的方法，包括：

由制造设备在电介质中形成不连续通道，其中所述不连续通道具有包括第一通道的图案，所述第一通道通过所述电介质的壁与第二通道分离；以及

由所述制造设备在所述电介质材料的所述不连续通道中形成导线，其中，所述导线包括第一片段和第二片段，所述第一片段和所述第二片段由所述壁分离，所述壁促使微波信号在所述第一片段与所述第二片段之间的传播并且减少所述导线的所述第一片段与所述第二片段之间的热流，以及

形成壳体，所述壳体由壳体材料形成并被配置成耦合到制冷设备板，所述制冷设备板促使热能从所述壳体传递走，其中所述壳体材料是无氧的或电解铜。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述导线包括在所述不连续通道中烧结导电材料。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，烧结所述导电材料包括：

由所述制造设备在所述不连续通道中沉积粉末形式的所述导电材料；以及

通过该制造设备将所述粉末形式的导电材料暴露于烧结环境，所述烧结环境由定义的温度和定义的压力表征，所述温度和压力被选择为将所述粉末形式的导电材料聚结到所述导线上而不液化所述导电材料。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，沉积所述粉末形式的导电材料包括在所述不连续通道中沉积包括以下的组中的一个：粉末金、粉末铜、粉末银和粉末铝。

20.一种用于实现热解耦的低温微波滤波器的方法，包括：

由制造设备形成在低于77开氏度(K)的低温温度作为电绝缘体和热导体操作的电介质，其中所述电介质包括在77K处具有高于200瓦特每米开氏度(W/m-K)的热导率的材料；

由所述制造设备在所述电介质中形成不连续通道，其中，所述不连续通道形成便于对低温环境中传播的微波信号进行滤波操作的图案，并且所述不连续通道包括由所述电介质的壁分离的第一通道和第二通道；以及

通过所述制造设备在具有所述图案的所述不连续通道中烧结导电材料，形成导线，所述导线包括由所述壁分离的第一片段和第二片段，所述第一片段和所述第二片段促使所述微波信号通过所述导线的传播并且减少所述导线的所述第一片段与所述第二片段之间的热流，以及

形成壳体，所述壳体由壳体材料形成并被配置成耦合到制冷设备板，所述制冷设备板促使热能从所述壳体传递走，其中所述壳体材料是无氧的或电解铜。

21.根据权利要求20所述的方法，其中形成所述不连续通道包括形成由所述壁分离的第一通道和第二通道，基于所述微波信号具有高于1吉赫(GHz)的频率，所述壁具有为传播所述微波信号而确定的尺寸。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，形成所述不连续通道包括形成由所述壁分离的第一通道和第二通道，其中，所述第一通道和所述第二通道平行。

23.根据权利要求21所述的方法，进一步包括通过所述制造设备组装壳体，其中，所述壳体被配置为耦接到制冷装置板，所述制冷装置板促使热能远离所述壳体的传递。

24.一种通过方法形成的热解耦产品，所述方法包括：

由制造设备形成第一通道，所述第一通道通过电介质材料的壁与第二通道分离；以及

由所述制造设备形成导线，所述导线包括形成于所述第一通道中的第一片段以及形成于所述第二通道中并且由所述壁分离的第二片段，其中所述壁允许微波信号在所述第一片段与所述第二片段之间传播且减少所述导线的所述第一片段与所述第二片段之间的热流，以及

形成壳体，所述壳体由壳体材料形成并被配置成耦合到制冷设备板，所述制冷设备板促使热能从所述壳体传递走，其中所述壳体材料是无氧的或电解铜。

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