CN115458675B - 钽金属薄膜处理方法、量子器件及量子芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钽金属薄膜处理方法、量子器件及量子芯片。其中，该方法包括：制备初始钽金属薄膜；将初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜。本发明解决了相关技术中，在制备钽金属薄膜后，对钽金属薄膜的后处理技术，对提高钽基超导量子器件在能量耗散的正面作用有限的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及量子计算领域，具体而言，涉及一种钽金属薄膜处理方法、量子器件及量子芯片。
背景技术
在相关技术中，钽金属薄膜的制备方法一般沿用半导体工业中常见的金属薄膜制备方法，如溅射（sputtering）法。对所制备的钽金属薄膜，在对其进行相应的后处理后，再实施超导量子器件的制备步骤。常规的后处理方法包括化学清洗、离子铣、高温退火,等。但上述列举的后处理方法，基本继承自传统半导体工业中对薄膜材料的后处理方法，对提高钽基超导量子器件在能量耗散方面的表现，无明显正面作用。
因此，在相关技术中，在制备钽金属薄膜后，对钽金属薄膜的后处理技术，对提高钽基超导量子器件在能量耗散的正面作用有限的技术问题。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种钽金属薄膜处理方法、量子器件及量子芯片，以至少解决相关技术中，在制备钽金属薄膜后，对钽金属薄膜的后处理技术，对提高钽基超导量子器件在能量耗散的正面作用有限的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种钽金属薄膜处理方法，包括：制备初始钽金属薄膜；将所述初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由所述预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜。
可选地，所述预定极低温度位于以下温度范围内：0mK至 77 K。
可选地，所述预定极低温度为10 mK。
可选地，所述常温为大于零度的温度。
可选地，所述将所述初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由所述预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜，包括：在第一预定时长内将所述初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，在第二预定时长内由所述预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜。
可选地，所述第一预定时长以天为单位计数，所述第二预定时长以天为单位计数。
可选地，在所述将所述初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由所述预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜之后，还包括：基于所述目标钽金属薄膜制备钽基超导量子器件。
可选地，所述将所述初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由所述预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜，包括：基于所述初始钽金属薄制备用于制备钽基超导量子器件的金属钽基层；将所述金属钽基层膜冷却至预定极低温度后，由所述预定极低温度上升至常温，得到由目标钽金属薄膜形成的目标钽金属基层。
可选地，所述钽基超导量子器件为Fluxonium量子比特。
根据本发明的另一方面，提供了一种量子器件，所述量子器件为钽基超导量子器件，所述钽基超导量子器件包括金属钽基层，所述金属钽基层包括目标钽金属薄膜，所述目标钽金属薄膜采用上述任一项所述的钽金属薄膜处理方法得到。
根据本发明的又一方面，提供了一种量子芯片，包括：上所述的量子器件。
根据本发明的还一方面，提供了一种量子存储器，包括：上述的量子器件。
根据本发明的再一方面，提供了一种量子计算机，包括：上述量子芯片和上述的量子存储器。
在本发明实施例中，将所述初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由所述预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜，即通过将钽金属薄膜经过先冷却至极低温度后，由上升至常温的后处理方式，得到后续可以用于制备需要的超导量子器件的钽金属薄膜，使得通过上述后处理得到超导量子器件，相对于传统半导体工业中对薄膜材料的后处理方法而言，能够在能量耗散上的表现得到显著提高，进而解决了相关技术中，在制备钽金属薄膜后，对钽金属薄膜的后处理技术，对提高钽基超导量子器件在能量耗散的正面作用有限的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的钽金属薄膜处理方法的流程图；
图2是本发明可选实施方式中一种对钽金属薄膜处理方法的流程图；
图3是本发明可选实施方式中另一种对钽金属薄膜处理方法的流程图；
图4是本发明可选实施方式中多组钽基 CPW 谐振腔样品在进行冷却至极低温-恢复至常温处理前后，实验测得的 CPW 谐振腔本征 Q 值的变化的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种量子计算机的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
首先，在对本申请实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：
钽（Tantalum）,是一种金属元素，原子序数为73，化学符号Ta，元素对应的单质为钢灰色金属，具有极高的抗腐蚀性，无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及王水都不反应,另外，钽在低温下呈现超导特性。钽主要存在于钽铁矿中，同铌共生。钽的硬度适中，富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小。钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。可用来制造蒸发器皿等，也可做电子管的电极、整流器、电解电容。医疗上用来制成薄片或细线，缝补破坏的组织。虽然钽的抗腐蚀性很强，但是其抗腐蚀性是由于表面生成稳定的五氧化二钽（Ta2O5）保护膜。
能量耗散，在本申请中指量子器件的能量耗散（或称量子耗散），是指在量子开放系统中，物体（量子器件）与环境发生能量交换或信息交流，导致相干性退失。量子耗散的研究目标是在量子力学的基础上推导出经典耗散定律。
绝对零度，又称“极端最低温度”,即绝对温标的开始，是温度的最低极限，相当于-273.15℃，当达到这一温度时所有的原子和分子热运动都将停止。热力学第三定律指出，绝对零度不可能通过有限的降温过程达到，所以说绝对零度是一个只能逼近而不能达到的最低温度。
极低温,在本申请中是相对于上述绝对零度而言的，即无限逼近于该绝对零度的一个低温。
常温，即一般温度或者室温，一般定义为25℃，不同的行业领域，常温的计数值也存在差别，例如，工程上常温一般按20℃计，化工系统中，常温的设计温度在>-20～200℃，药品行业里，常温指10-30℃，等。
量子比特，在经典力学系统中，一个比特的状态是唯一的，而量子力学允许量子比特是同一时刻两个状态的叠加，这是量子计算的基本性质。从物理上来说，量子比特就是量子态，因此，量子比特具有量子态的属性。由于量子态的独特量子属性，量子比特具有许多不同于经典比特的特征，这是量子信息科学的基本特征之一。
量子芯片，所谓量子芯片就是将量子线路集成在基片上，进而承载量子信息处理的功能。
Fluxonium（磁通量），一种超导量子比特类型，由约瑟夫森结并联电感、电容构成。
超导量子比特门，量子逻辑可以由一套单量子比特和双量子比特门来完成，其中，双量子比特逻辑门以两个量子比特作为输入，通常，第一个量子比特是控制比特，第二个是目标比特，常见的例子是受控非门（CNOT门）和受控相位门（CZ门或CPHASE门）。一套通用的单量子比特和双量子比特门足以实现一个任意的量子逻辑，同时，每个单量子比特和双量子比特门都是可逆的，也就是说，给定输出状态，可以唯一地确定输入状态。
共面波导（Coplanar Waveguide，简称为CPW）,在介质基片的一个面上制作出中心导体带，并在紧邻中心导体带的两侧制作出导体平面，这样就构成了共面波导，又叫共面微带传输线。共面波导传播的是TEM波，没有截止频率。由于中心导体与导体平板位于同一平面内，因此，在共面波导上并联安装元器件很方便，用它可制成传输线及元件都在同一侧的单片微波集成电路。共面波导作为一种性能优越、加工方便的微波平面传输线，在MMIC电路中正发挥越来越大的作用，尤其到了毫米波频段，共面波导更拥有微带线所不可比拟的性能优势。与常规的微带传输线相比，共面波导具有容易制作，容易实现无源、有源器件在微波电路中的串联和并联(不需要在基片上穿孔)，容易提高电路密度等优点。与对称共面波导相比，非对称共面波导与两端器件相联时，具有更大的灵活性。共面波导，一种由导体（超导体）构成的准二维结构，可以用于构成微波器件。
品质因子(或称Q因子),是物理及工程中的无量纲参数，是表示振子阻尼性质的物理量，也可表示振子的共振频率相对于带宽的大小， 高Q因子表示振子能量损失的速率较慢，振动可持续较长的时间，例如一个单摆在空气中运动，其Q因子较高，而在油中运动的单摆Q因子较低。高Q因子的振子一般其阻尼也较小。在本申请中，Q因子用于表征谐振腔损耗速率的定量指标。例如，由共面波导形成的谐振腔，用于表征该谐振腔的能量损耗速率。比如，如果电磁场完全集中于CPW腔内，没有辐射损耗，则该CPW有较高的品质因数。
实施例1
根据本发明实施例，还提供了一种实现钽金属薄膜处理的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在相关技术中，在制备钽金属薄膜后，基于其制备钽基超导量子器件时，后处理技术在能量耗散方面作用有限的技术问题，因为在相关技术中所采用的后处理方法，基本继承自传统半导体工业中对薄膜材料的后处理方法，对提高钽基超导量子器件的在能量耗散方面的表现，或者表现出一定的正面作用，或无明显正面作用。同时，这些常规的后处理方法与其他器件制备步骤之间存在一定约束关系，大多数情况下需严格按照特定先后顺序实施。
鉴于上述问题，在本申请中，提供了如图1所示的钽金属薄膜处理方法。图1是根据本发明实施例的钽金属薄膜处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，制备初始钽金属薄膜；
步骤S104，将初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜。
通过上述步骤，将初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜，即通过将钽金属薄膜经过先冷却至极低温度后，由极低温度上升至常温的后处理方式，得到后续可以用于制备需要的超导量子器件的钽金属薄膜，使得通过上述后处理得到超导量子器件，相对于传统半导体工业中对薄膜材料的后处理方法而言，能够在能量耗散上的表现得到显著提高，进而解决了相关技术中，在制备钽金属薄膜后，对钽金属薄膜的后处理技术，对提高钽基超导量子器件在能量耗散的正面作用有限的技术问题。
作为一种可选的实施例，通过采用上述与常用后续处理区别的后处理方式：将钽金属薄膜经过先冷却至极低温度后，由极低温度上升至常温，使得钽金属薄膜的微观结构发生变化，进而影响其宏观上的性能，有效地实现了基于该后处理方式得到的钽金属薄膜制备得到的钽金属超导量子器件能够在能量耗散方面得到显著提高。
作为一种可选的实施例，上述制备初始钽金属薄膜可以是采用普通的制备方式，例如，可以是溅射法。溅射，是指荷能粒子轰击固体表面，固体表面原子或分子获得入射粒子所携带的部分能量，从而使其射出的现象。溅射使用最多的一般为离子溅射，由于离子易于在电磁场中加速或偏转，荷能粒子一般为离子，这种溅射称为离子溅射。采用溅射的方式镀膜的过程，称为溅射镀膜过程，即利用带电离子在电磁场的作用下获得足够的能量，轰击固体（靶）物质，从靶材表面被溅射出来的原子以一定的动能射向衬底，在衬底上形成薄膜。
作为一种可选的实施例，上述预定极低温度可以为一个接近于绝对零度的低温，例如，该预定极低温度可以是位于一个温度范围内的温度，比如，该预定极低温度可以是位于以下温度范围内：0mK至 77 K。可选地，该预定极低温度可以为5mK，10 mK，15mK，20mK，10K，20K，30K，60K，70K等。优选地，该预定极低温度为10 mK。
可选地，将初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜时，该冷却的过程和升温的过程可以通过预定的控制方式进行控制。例如，可以控制在第一预定时长内将初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，在第二预定时长内由预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜。需要说明的是，上述第一预定时长可以基于制备目标钽金属薄膜的需要灵活决定，也可以是基于制备目标量子器件的需要灵活决定。上述第二预定时长也可以基于制备目标钽金属薄膜的需要灵活决定，也可以是基于制备目标量子器件的需要灵活决定。可选地，上述第一预定时长可以以天为单位计数，第二预定时长可以以天为单位计数。
作为一种可选的实施例，该将初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜的处理，与制备量子器件的流程的先后顺序不需要严格限制，因为两者没有相互依赖关系，可以有效避免制备过程中的防护成本。例如，可以在将初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜之后，基于目标钽金属薄膜制备钽基超导量子器件。即在采用冷却至预定极低温度后，再缓慢上升到常温的后处理方法对初始钽金属薄膜进行处理，得到目标钽金属薄膜后，再基于该目标钽金属薄膜制备钽金属超导量子器件。
作为一种可选的实施例，将初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜时，该制备目标钽金属薄膜的过程也可以是制备量子器件中钽金属基层的过程，例如，可以先基于初始钽金属薄制备用于制备钽基超导量子器件的金属钽基层；将金属钽基层膜冷却至预定极低温度后，由预定极低温度上升至常温，得到由目标钽金属薄膜形成的目标钽金属基层。需要说明的是，在制备钽基超导量子器件的金属钽基层后，采用上述冷却至预定极低温度后上升至常温的后处理之前，可以先制备钽基超导量子器件的其它超导材料层，也可以不进行其它超导材料层的制备，而直接进行上述后处理操作。
作为一种可选的实施例，上述钽基超导量子器件可以为多种超导量子器件，例如，上述钽基超导量子器件可以为Fluxonium量子比特，也可以为共面波导CPW，等。比如，该Fluxonium量子比特由约瑟夫森结并联电感、电容形成，其中包括的器件，比如，该约瑟约夫森结，电感，电容均可以基于上述方法制备得到的目标钽金属薄膜制备得到。需要说明的是，基于上述目标钽金属薄膜不限于制备Fluxonium量子比特，对于其他钽基量子比特或者相关器件也适用，在此不进行一一列举。
基于上述实施例及可选实施例，本发明提出一种可选实施方式，下面进行说明。
如上，具有低能量耗散的超导材料是实现长相干、高性能超导量子比特与相关超导量子器件的基础。金属钽在能量耗散方面展现出了相对于常用超导材料（例如，金属铝）更加良好的潜力。在本申请可选实施方式中，提供了一种提高基于钽金属（Tantalum， Ta）薄膜制备的超导量子器件性能的方法。该简单有效的方法能显著提高钽基超导量子器件在能量耗散方面的表现，为实现以钽金属薄膜制备长相干超导量子比特（即高性能超导量子比特）和相关超导量子电路提供了基础。
图2是本发明可选实施方式中一种对钽金属薄膜处理方法的流程图，如图2所示，该方法包括：在钽金属薄膜以一定方法制备后（如溅射法），先冷却至极低温度（约10 mK），然后缓慢恢复至常温，随后进行钽基超导量子器件的制备。
图3是本发明可选实施方式中另一种对钽金属薄膜处理方法的流程图，如图3所示，该方法包括：在钽金属薄膜以一定方法制备后（如溅射法），先进行相应超导量子器件的制备（可仅制备金属钽基层对应部分，无需完成全部器件制备步骤），然后冷却至极低温度（约10 mK），随后缓慢恢复至常温。
通过上述方式，在加入冷却至极低温-恢复至常温的处理后，钽基超导量子器件在能量耗散上的表现可以得到显著提高。
下面对CPW 谐振腔为例，对采用本申请的冷却至极低温-恢复至常温的处理后，钽基超导量子器件在能量耗散上的表现，基于测量得到的结果进行说明。
图4是本发明可选实施方式中多组钽基 CPW 谐振腔样品在进行冷却至极低温-恢复至常温处理前后，实验测得的 CPW 谐振腔本征 Q 值的变化的示意图，如图4所示，该多组钽基 CPW 谐振腔样品为Sample A-F，在经过冷却至极低温-恢复至常温处理后，表征其能量耗散特性的关键指标（本征 Q 值）得到了显著提高。
每个样品具有多个 CPW 谐振腔器件，实心符号表示该样品上多个器件本征 Q 值的平均值，误差符号表示标准差。圆形、三角形符号各自表示低测量功率和高测量功率下的本征 Q 值。不同的分格对应于不同的样品（如图中的样品A，样品B，样品C，等）针对同一样品，左侧图例和右侧图例，表示同一样品在冷却至极低温-恢复至常温处理前、后的测量结果。从实验数据中可以看出，经过冷却至极低温-恢复至常温处理后，同一样品的平均本征Q 值，无论在低测量功率还是高测量功率下，都得到了显著提升。
例如，图4中，针对同一样品（sample A），在低测量功率和高测量功率分别均有三次测量数据，分别针对反复测量三次的结果。该结果表明，冷却至极低温-恢复至常温的处理方法对钽基超导量子器件性能的提升具有持久性，不会因多次经历极端测量条件或长期放置而退化。
需要说明的是，在本可选实施方式中，如上述图2，图3所示，冷却至极低温-恢复至常温的处理步骤置于钽基器件其他制备步骤前后均可，均不影响该处理对钽金属薄膜性能的提升。另外，该对钽金属薄膜的厚度等其他参数无依赖性，例如，在图4 中，样品 D 为100nm 厚的钽金属薄膜，样品A-C 为200 nm 厚的钽金属薄膜，样品 E 为 300 nm 厚的钽金属薄膜，样品 F 为 400 nm 厚的钽金属薄膜，上述对钽金属薄膜进行后处理的方法均能有效提高其性能。
相对于相关技术中对金属薄膜的后处理方法，本可选实施方式所采用的对钽金属薄膜的后处理方式具有以下特点：
相对于相关技术中，常用的金属薄膜后处理方法，基本继承自传统半导体工业中对薄膜材料的后处理方法，包括化学清洗、离子铣、高温退火，本可选实施方式中的冷却至极低温-恢复至常温处理方法不属于常见的处理方法。
相对于相关技术中，常规处理方法：与超导量子器件的其他制备步骤之间存在一定约束关系，大多数情况下需严格按照特定先后顺序实施，本可选实施方式中的冷却至极低温-恢复至常温处理方法不存在上述约束，对各种制备工艺的兼容性好、工艺集成的灵活度高。
相对于相关技术中，常规处理方法：对提高钽基超导量子器件的在能量耗散方面的表现，或者表现出一定正面作用，或无明显正面作用，本可选实施方式中的冷却至极低温-恢复至常温处理方法，对多组具有不同参数（薄膜厚度）的钽基样品的性能，均表现出显著提高作用。
相对于相关技术中，常规处理方法：其效力随时间逐渐退化。例如，表面清洁的相关处理，可能因表面重新与空气发生化学反应、或再次被逐渐污染而导致效用退化，本可选实施方式中的冷却至极低温-恢复至常温处理方法，其效用具有持久性，不会因多次经历极端测量条件或长期放置而退化。
基于本可选实施方式所采用的对钽金属薄膜的后处理方式具有以下特点,本可选实施方式所采用的对钽金属薄膜的后处理方式，能够达到以下有益效果：
本可选实施方式所提供的对钽金属薄膜的后处理方式，通过增加冷却至极低温-恢复至常温的处理步骤，能显著提高钽基超导量子器件在能量耗散方面的表现。
本可选实施方式所提供的对钽金属薄膜的后处理方式，可灵活置于超导量子器件的其他制备工艺步骤前后，均能有效提高最终器件的性能。
本可选实施方式所提供的对钽金属薄膜的后处理方式，可以对多种不同参数（薄膜厚度）的钽金属薄膜均体现出提高作用，具有相对广泛的适用性。
本可选实施方式所提供的对钽金属薄膜的后处理方式，对钽基超导量子器件性能的提升，具有持久性，不会因多次经历极端测量条件或长期放置而退化。
根据本发明实施例，还提供了一种量子器件，量子器件为钽基超导量子器件，钽基超导量子器件包括金属钽基层，金属钽基层包括目标钽金属薄膜，目标钽金属薄膜采用上述任一项的钽金属薄膜处理方法得到。
根据本发明实施例，还提供了一种量子芯片，包括：上述任一项的量子器件。
根据本发明实施例，还提供了一种量子存储器，包括：上述任一项的量子器件。
本发明的实施例还可以提供一种量子计算机，该量子计算机可以是量子计算机群中的任意一个量子计算机设备，该量子计算机设备可以为一种超导量子计算机。
可选地，图5是根据本发明实施例的一种量子计算机的结构框图。如图5所示，该量子计算机可以包括：量子存储器501和量子芯片502。
其中，量子存储器501包括的量子器件为钽基超导量子器件，量子芯片502包括的量子器件为钽基超导量子器件，钽基超导量子器件包括金属钽基层，金属钽基层包括目标钽金属薄膜，目标钽金属薄膜采用上述任一项的钽金属薄膜处理方法得到。
本领域普通技术人员可以理解，图5所示的结构仅为示意，图5其并不对上述的结构造成限定。例如，量子计算机还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过相应的制备设备结合程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取器（Random Access Memory，RAM）、磁盘或光盘等。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种量子器件的钽金属薄膜处理方法，其特征在于，包括：
制备初始钽金属薄膜；
在第一预定时长内将所述初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，在第二预定时长内由所述预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜，其中，所述预定极低温度位于以下温度范围内：0 mK至77 K，所述常温为大于零度的温度, 所述第一预定时长以天为单位计数，所述第二预定时长以天为单位计数；
基于所述目标钽金属薄膜制备钽基超导量子器件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定极低温度为10 mK。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述初始钽金属薄膜冷却至预定极低温度后，由所述预定极低温度上升至常温，得到目标钽金属薄膜，包括：
基于所述初始钽金属薄膜制备用于制备钽基超导量子器件的金属钽基层；
将所述金属钽基层冷却至预定极低温度后，由所述预定极低温度上升至常温，得到由目标钽金属薄膜形成的目标钽金属基层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述钽基超导量子器件为Fluxonium量子比特。
5.一种量子器件，其特征在于，所述量子器件为钽基超导量子器件，所述钽基超导量子器件包括金属钽基层，所述金属钽基层包括目标钽金属薄膜，所述目标钽金属薄膜采用权利要求1至4中任一项所述的量子器件的钽金属薄膜处理方法得到。
6.一种量子芯片，其特征在于，包括：权利要求5所述的量子器件。
7.一种量子存储器，其特征在于，包括：权利要求5所述的量子器件。
8.一种量子计算机，其特征在于，包括：量子芯片和量子存储器，其中，所述量子芯片和/或所述量子存储器中包括权利要求5所述的量子器件。
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