CN217181137U - 一种量子芯片检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种量子芯片检测系统，所述量子芯片上形成有量子电路，所述检测系统包括第一探测组件，在检测过程中，与量子电路的输入端口形成电学连接；第二探测组件，在检测过程中，与量子电路的输出端口形成电学连接；第一观察组件，用于观察第一探测组件与所述输入端口是否接触以形成电学连接；第二观察组件，用于观察第二探测组件与所述输出端口是否接触以形成电学连接；分别与所述第一探测组件和所述第二探测组件电连接的检测元件，通过设置第一观察组件和第二观察组件，可以独立地对第一探测组件、第二探测组件进行观察，从而能够同时清晰地观察到第一探测组件、第二探测组件与量子电路的输入端口、输出端口的接触情况。

Description

一种量子芯片检测系统

技术领域

本申请属于量子计算领域，特别是一种量子芯片检测系统。

背景技术

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。量子芯片作为量子计算机的核心部件，是量子计算机的重要组成部分。

目前量子芯片的研发还处于探索阶段，现有技术中，量子芯片制备完成后，为了保障量子芯片的良品率，需要对量子芯片进行测试，现有的量子芯片检测系统通常采用接触式测试技术，利用探测组件与量子芯片上量子电路的各个端口分别接触形成电学连接，从而实现对量子电路的检测。

然而，所述端口的面积较小，为了能够看清所述探测组件与所述端口的接触情况，需要将观察组件的倍率调大，然而随着倍率的调大，观察组件的视野范围必将缩小，由于量子电路上各个端口之间的距离较远，现有量子芯片检测系统的观察组件难以同时清晰地观察到各个探测组件与所述量子电路上各个端口的接触情况，难以满足人们的使用需求。

需要说明的是，公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本申请的目的是提供一种量子芯片检测系统，以解决现有技术中的不足，它提供了一种便于观察的量子芯片检测系统。

本申请的一个实施例提供了一种量子芯片检测系统，所述量子芯片上形成有量子电路，所述检测系统包括：

第一探测组件，在检测过程中，与所述量子电路的输入端口形成电学连接；

第二探测组件，在检测过程中，与所述量子电路的输出端口形成电学连接；

第一观察组件，用于观察所述第一探测组件与所述输入端口是否接触以形成电学连接；

第二观察组件，用于观察所述第二探测组件与所述输出端口是否接触以形成电学连接；

分别与所述第一探测组件和所述第二探测组件电连接的检测元件，在检测过程中，所述检测元件产生测试电流以测试所述量子电路是否为通路。

如上所述的检测系统，其中，所述第一观察组件和所述第二观察组件均为显微镜，所述第一探测组件和所述第二探测组件均为探针，在检测过程中，所述显微镜的视野覆盖所述探针的针尖。

如上所述的检测系统，其中，所述显微镜的中轴线不垂直于所述量子芯片所在的平面。

如上所述的检测系统，其中，各所述中轴线与所述平面之间的夹角均相等。

如上所述的检测系统，其中，所述夹角的取值范围为78－89度。

如上所述的检测系统，其中，还包括：

安装在所述显微镜目镜上的相机；

与所述相机相连接的显示器。

如上所述的检测系统，其中，还包括与所述显微镜连接的位移调节组件。

如上所述的检测系统，其中，还包括安装于所述显微镜与所述位移调节组件之间的角位移台。

如上所述的检测系统，其中，还包括机械臂，所述显微镜安装于所述机械臂的自由端。

本申请的另一实施例还提供了一种量子芯片的检测方法，所述量子芯片上形成有量子电路，所述检测方法包括以下步骤：

在第一观察组件的观测下，利用第一探测组件与所述量子电路的输入端口接触以形成电学连接；

在第二观察组件的观测下，利用第二探测组件与所述量子电路的输出端口接触以形成电学连接；

利用检测元件产生依次通过所述第一探测组件、所述量子电路、所述第二探测组件的测试电流以测试所述量子电路是否为通路。

与现有技术相比，本申请提供了一种量子芯片检测系统，所述量子芯片上形成有量子电路，所述检测系统包括第一探测组件，在检测过程中，与所述量子电路的输入端口形成电学连接；第二探测组件，在检测过程中，与所述量子电路的输出端口形成电学连接；第一观察组件，用于观察所述第一探测组件与所述输入端口是否接触以形成电学连接；第二观察组件，用于观察所述第二探测组件与所述输出端口是否接触以形成电学连接；分别与所述第一探测组件和所述第二探测组件电连接的检测元件，在检测过程中，所述检测元件产生测试电流以测试所述量子电路是否为通路，在本申请中，通过设置用于观察第一探测 组件的第一观察组件，和用于观察第二探测组件的第二观察组件，可以在测试量子电路时， 独立地对第一探测组件、第二探测组件进行观察，从而能够同时清晰地观察到第一探测组件、第二探测组件与量子电路的输入端口、输出端口的接触情况，更加有利于第一探测组件、第二探测组件与输入端口、输出端口形成电学连接，便于量子电路测试作业的进行。

附图说明

图1为本申请提供的量子芯片检测系统的结构示意图；

图2为本申请提供的量子芯片检测系统的另一角度的示意图。

附图标记说明：1－固定架，2－位移调节组件，3－显微镜，4－相机，5－显示器，6－探针座，7－承载台；

21－高度调节机构，22－平面调节机构，23－角位移台。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

需要说明的是，本申请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，以便这里描述的本申请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。

另外，应该理解的是，当层(或膜)、区域、图案或结构被称作在衬底、层(或膜)、区域和/或图案“上”时，它可以直接位于另一个层或衬底上，和/或还可以存在插入层。另外，应该理解，当层被称作在另一个层“下”时，它可以直接位于另一个层下，和/或还可以存在一个或多个插入层。另外，可以基于附图进行关于在各层“上”和“下”的指代。

目前，量子芯片制备完成后，为了保障量子芯片的良品率，需要对量子芯片进行测试，现有技术中，量子芯片检测系统通常采用接触式测试技术，利用探测组件与量子芯片上量子电路的各个端口分别接触形成电学连接，从而实现对量子电路的检测。然而，量子芯片上量子电路的端口的面积较小，为了能够看清所述探测组件与所述端口的接触情况，需要将观察组件的倍率调大，然而随着倍率的调大，观察组件的视野范围必将缩小，由于量子电路上各个端口之间的距离较远，现有量子芯片检测系统的观察组件难以同时清晰地观察到各个探测组件与所述量子电路上各个端口的接触情况。

图1为本申请提供的量子芯片检测系统的结构示意图。

图2为本申请提供的量子芯片检测系统的另一角度的示意图。

结合附图1、附图2所示，本申请实施例提供了一种量子芯片检测系统，所述量子芯片上形成有量子电路，所述量子电路具有用于输入电信号的输入端口和用于输出电信号的输出端口，所述检测系统包括：

固定架1，所述固定架1用于安装承载台7，所述承载台7用于承载量子芯片，将待检测的量子芯片置于承载台7上，利用承载台7承载并固定所述量子芯片，便于对量子芯片进行检测；

第一探测组件，在检测过程中，与所述量子电路的输入端口形成电学连接，以及第二探测组件，在检测过程中，与所述量子电路的输出端口形成电学连接，在本实施例中，可选的，所述第一探测组件、所述第二探测组件均为探针，具体实施时，所述固定架1上安装有用于固定探针的探针座6，所述探针座6具有手动位移调节机构，所述手动位移调节机构包括三组互相垂直的调节丝杆，通过旋转调节丝杆可以手动调节探针与量子芯片的相对位置，从而使探针针尖与量子芯片上量子电路的输入端口、输出端口分别形成物理接触，从而使第一探测组件与量子电路输入端口实现电学连接，使第二探测组件与量子电路输出端口实现电学连接；

第一观察组件，用于观察所述第一探测组件与所述输入端口是否接触以形成电学连接，以及第二观察组件，用于观察所述第二探测组件与所述输出端口是否接触以形成电学连接，示例性的，一种具体的方式为，所述第一观察组件、第二观察组件均为显微镜3，所述第一观察组件、第二观察组件分别通过位移调节组件2与固定架1连接，所述位移调节组件2包括安装在固定架1上的高度调节机构21，所述高度调节机构21包括固定在固定架1上的立柱以及套设在立柱上的滑动部，滑动部可以沿着立柱上下滑动，所述滑动部沿立柱方向开设有伸缩缝，所述滑动部上安装有锁紧螺栓，利用所述锁紧螺栓连接伸缩缝的两个侧壁，当需要使滑动部保持固定时，通过旋紧缩紧螺栓，可以缩小伸缩缝的宽度，从而增大滑动部与立柱之间的摩擦力，从而能够使滑动部与立柱保持相对固定，所述位移调节组件2还包括平面调节机构22，所述平面调节机构22安装在滑动部上，所述平面调节机构22包括相互垂直的第一直线模组、第二直线模组以及控制器，其中，第一直线模组与滑动部连接，第二直线模组用于与显微镜3连接，所述控制器分别与第一直线模组、第二直线模组电连接，用于控制第一直线模组、第二直线模组运行，从而实现调整显微镜3与量子芯片的相对位置的目的，便于在对量子芯片进行检测时，利用控制器调节显微镜3的位置以实时观察第一探测组件、第二探测组件分别与量子电路的输入端口、输出端口的接触情况；

分别与所述第一探测组件和所述第二探测组件电连接的检测元件，在检测过程中，所述检测元件产生测试电流以测试所述量子电路是否为通路，示例性的，一种具体的方式为，所述检测元件包括能够产生测试电流的恒流源组件以及进行电流、电压测量的仪表组件，在对量子芯片上的量子电路进行检测时，利用恒流源组件产生依次通过第一探测组件、量子电路、第二探测组件的测试电流，以测试所述量子电路是否为通路。

本实施例中，提供了一种量子芯片检测系统，所述量子芯片上形成有量子电路，当需要对所述量子芯片上的量子电路进行检测时，先调节位移调节组件2，利用所述高度调节机构21调节第一观察组件、第二观察组件至合适的高度，利用平面调节机构22调节第一观察组件、第二观察组件至适当位置，以使得第一观察组件、第二观察组件能够分别观测到待检测的量子电路的输入端口和输出端口，然后调节位于探针座6上的手动调节机构，使第一探测组件、第二探测组件分别移动至第一观察组件、第二观察组件的视野范围内，然后继续调节第一探测组件、第二探测组件与所述量子芯片的相对位置，从而使得第一探测组件与所述量子电路的输入端口实现物理接触以形成电学连接，使得第二探测组件与所述量子电路的输出端口实现物理接触以形成电学连接，接下来，利用检测元件产生依次通过第一探测组件、量子电路、第二探测组件的测试电流，以测试所述量子电路是否为通路，以完成对量子芯片上量子电路的检测，在本申请中，通过设置用于观察第一探测组件的第一观察组件，和用于观察第二探测组件的第二观察组件，可以在测试量子电路时，独立地对第一探测组件、第二探测组件进行观察，从而能够同时清晰地观察到第一探测组件、第二探测组件与量子电路的输入端口、输出端口的接触情况，更加有利于第一探测组件、第二探测组件分别与输入端口、输出端口实现物理接触以形成电学连接，便于量子电路测试作业的进行。

需要说明的事，由于量子芯片上往往存在有多条量子线路，为了对不同的量子线路进行区别，在量子芯片的生产加工过程中，通常对量子线路进行编号，并分别在量子线路的输入端口和输出端口印刻线路编号以将各个量子线路区分开，本申请中，利用第一观察组件、第二观察组件分别对量子线路的输入端口、输出端口进行观察，可以同时观察到位于量子线路的输入端口和输出端口的线路编号，便于实验人员寻找待测试的量子电路，便于量子电路测试作业的进行。

在本申请的一些实施例中，所述显微镜3的中轴线不垂直于所述量子芯片所在的平面，由于量子芯片的体积相对较小，当两个显微镜3分别观察量子电路的输入端口和输出端口时，两个显微镜3由于距离太近而可能导致相互干涉，影响观察视野，通过将显微镜3相对于所述量子芯片倾斜设置，使两个显微镜3呈V形排列，当两个显微镜3分别观察量子电路的输入端口和输出端口时，大大降低了两个显微镜3相互干涉的可能性。

本实施例中，显微镜3相对于所述量子芯片倾斜设置，使两个显微镜3呈V形排列，示例性的，各个所述显微镜3的中轴线与所述量子芯片所在的平面的夹角均相等，具体的，所述夹角的取值范围为78－89度，在该角度范围内，既能够保证两个显微镜3的视野范围能够分别覆盖量子电路的输入端口和输出端口，也能够保证在对量子电路进行检测的过程中，分别对两个显微镜3的位置进行调节时，大大降低两个显微镜3相互干涉的可能性。

在本申请的一些实施例中，还包括安装于所述显微镜3与所述位移调节组件2之间的角位移台23，示例性的，一种具体的方式为，所述显微镜3安装在所述角位移台23上，通过调节角位移台23，可以调节显微镜3的倾斜角度，所述角位移台23安装在平面调节机构22上，平面调节机构22运行时，可以带动角位移台23产生位移，从而带动显微镜3同步移动，便于调节显微镜3与量子芯片的相对位置。

本实施例中，利用角位移台23，可以方便地调节显微镜3的倾斜程度，从而可以根据实际使用需求，调节显微镜3与量子芯片所在平面之间的夹角。

在本申请的一些实施例中，还包括安装在所述显微镜3目镜上的相机4，以及与所述相机4相连接的显示器5，利用相机4和显示器5，可以实时拍摄显微镜3中的视野画面，并将拍摄到的视野画面同步至显示器5。

本实施例中，在对量子芯片进行检测时，利用显微镜3实时观察第一探测组件、第二探测组件分别与量子电路的输入端口、输出端口的接触情况，在显微镜3的实时观察下，通过调节第一探测组件与输入端口的相对位置，从而使第一探测组件与输入端口形成物理接触以实现电学连接，通过调节第二探测组件与输出端口的相对位置，从而使第二探测组件与输出端口形成物理接触以实现电学连接，并利用相机4实时拍摄显微镜3中的视野画面，并将拍摄到的视野画面同步至显示器5，便于实验人员实时观察第一探测组件、第二探测组件分别与量子电路的输入端口、输出端口的接触情况，从而保证第一探测组件与输入端口、第二探测组件与输出端口均能够形成良好的电学连接。

在本申请的另一些实施例中，还包括机械臂，所述机械臂安装在固定架1上，所述显微镜3安装于所述机械臂的自由端，通过控制机械臂运动，可以使显微镜3相对于量子芯片产生位移，从而能够调节显微镜3与量子芯片的相对位置，所述机械臂还设置有配套使用的上位机，上位机与机械臂电连接，实验人员利用上位机操控机械臂运行，可以更加精准地控制显微镜3的位移以及倾斜角度。

在本申请的一些实施例中，还包括光源组件，所述光源组件安装于固定架1上，利用光源组件可以在第一观察组件、第二观察组件工作时，提供更好的照明条件，更加有利于第一观察组件、第二观察组件分别对量子电路的输入端口、输出端口进行观察，示例性的，一种具体的方式为，所述光源组件通过挠性支架安装于固定架1上，通过弯曲调节挠性支架可以调整光源组件与第一观察组件、第二观察组件的相对位置，使光源组件发出的光线可以经由量子芯片的反射后到达第一观察组件、第二观察组件，以便于对量子芯片上量子电路的输入端口和输出端口进行观察。

本申请的另一实施例还提供了一种量子芯片的检测方法，所述量子芯片上形成有量子电路，所述量子电路具有用于输入电信号的输入端口和用于输出电信号的输出端口，所述检测方法包括以下步骤：

在第一观察组件的观测下，利用第一探测组件与所述量子电路的输入端口接触以形成电学连接，示例性的，一种具体的方式为，所述第一探测组件包括探针，为了对量子芯片上的量子电路进行测试，需要使第一探测组件与量子电路的输入端口实现物理接触以形成电学连接，具体的，移动第一探测组件，以使得第一探测组件的探针针尖与所述量子电路的输入端口实现物理接触，利用第一观察组件实时观察第一探测组件的探针针尖与所述输入端口的接触情况，有利于第一探测组件与所述输入端口形成物理接触以实现电学连接；

在第二观察组件的观测下，利用第二探测组件与所述量子电路的输出端口接触以形成电学连接，示例性的，一种具体的方式为，所述第二探测组件包括探针，为了对量子芯片上的量子电路进行测试，需要使第二探测组件与量子电路的输出端口实现物理接触以形成电学连接，具体的，移动第二探测组件，以使得第二探测组件的探针针尖与所述量子电路的输出端口实现物理接触，利用第二观察组件实时观察第二探测组件的探针针尖与所述输出端口的接触情况，有利于第二探测组件与所述输出端口形成物理接触以实现电学连接；

利用检测元件产生依次通过所述第一探测组件、所述量子电路、所述第二探测组件的测试电流以测试所述量子电路是否为通路，示例性的，一种具体的方式为，所述检测元件包括能够产生测试电流的恒流源组件以及进行电流、电压测量的仪表组件，在对量子芯片上的量子电路进行检测时，利用恒流源组件产生依次通过第一探测组件、量子电路、第二探测组件的测试电流，以达到测试所述量子电路是否为通路的目的。

本实施例中，在测试量子芯片上的量子电路时，利用第一观察组件、第二观察组件分别独立地对第一探测组件、第二探测组件进行观察，从而能够同时清晰地观察到第一探测组件、第二探测组件与量子电路的输入端口、输出端口的接触情况，更加有利于第一探测组件、第二探测组件与输入端口、输出端口实现物理接触以形成电学连接，从而便于量子电路测试作业的进行。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本申请的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本申请的较佳实施例，但本申请不以图面所示限定实施范围，凡是依照本申请的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种量子芯片检测系统，其特征在于，所述量子芯片上形成有量子电路，所述检测系统包括：

第一探测组件，在检测过程中，与所述量子电路的输入端口形成电学连接；

第二探测组件，在检测过程中，与所述量子电路的输出端口形成电学连接；

第一观察组件，用于观察所述第一探测组件与所述输入端口是否接触以形成电学连接；

第二观察组件，用于观察所述第二探测组件与所述输出端口是否接触以形成电学连接；

分别与所述第一探测组件和所述第二探测组件电连接的检测元件，在检测过程中，所述检测元件产生测试电流以测试所述量子电路是否为通路。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述第一观察组件和所述第二观察组件均为显微镜(3)，所述第一探测组件和所述第二探测组件均为探针，在检测过程中，所述显微镜(3)的视野覆盖所述探针的针尖。

3.如权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述显微镜(3)的中轴线不垂直于所述量子芯片所在的平面。

4.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于，各所述中轴线与所述平面之间的夹角均相等。

5.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述夹角的取值范围为78－89度。

6.如权利要求2－5任一项所述的检测系统，其特征在于，还包括：

安装在所述显微镜(3)目镜上的相机(4)；

与所述相机(4)相连接的显示器(5)。

7.如权利要求6所述的检测系统，其特征在于，还包括与所述显微镜(3)连接的位移调节组件(2)。

8.如权利要求7所述的检测系统，其特征在于，还包括安装于所述显微镜(3)与所述位移调节组件(2)之间的角位移台。

9.如权利要求6所述的检测系统，其特征在于，还包括机械臂，所述显微镜(3)安装于所述机械臂的自由端。

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