JP7494136B2 - 伝送路及び量子コンピュータ - Google Patents
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Description
前記第1の導体層の第1の面側に、第1の誘電体層を介して配置され前記第1の方向に延びる第2の導体層と、
前記第1の導体層の前記第1の面とは反対の第2の面側に、第2の誘電体層を介して配置され前記第1の方向に延びる第3の導体層とを備え、
前記第2の導体層及び前記第3の導体層は、前記第1の方向に交差する第2の方向の幅が前記第1の方向の複数箇所で異なっており、
前記第1の導体層、前記第2の導体層及び前記第3の導体層は、前記第1の面の法線方向から平面視したときに、少なくとも一部が重なり合っている、伝送路が提供される。
第1の実施形態による伝送路の構造を説明する前に、ストリップライン形状の伝送路について説明する。図1(a)はストリップライン構造の伝送路100の斜視図である。この伝送路100は複数の層が積層された積層構造であり、最上層をL1層、中間層をL2層、最下層をL3層と呼ぶ。図1(b)は、L1層、L2層、及びL3層の平面図である。
図3は第2の実施形態による伝送路1aを示す図である。より詳細には、図3(a)は第2の実施形態による伝送路1aの斜視図、図3(b)は第2の実施形態による伝送路1aの平面図であり、図2(b)と同様に、L1層、L2層、及びL3層の平面図を示している。
上述した第1及び第2の実施形態による第1の導体層2は、第1の方向Xに沿って同一の材料で形成されている例を示したが、第1の導体層2の材料は、第1の方向Xの全域にわたって必ずしも同じである必要はない。また、第1及び第2の実施形態による第1の導体層2は、信号伝送方向(第1の方向X)に沿って、第2の方向Yの幅が一定である例を示したが、第1の導体層2の幅は必ずしも一定である必要はない。
第1~第3の実施形態による伝送路1、1a、1bは、第1の導体層2を介して一つの信号を送受する例を示すが、複数の第1の導体層2を設けて複数の信号を送受するようにしてもよい。
上述した第1~第4の実施形態による伝送路1、1a、1b、1cは、ストリップライン構造を採用しつつ、信号経路である第1の導体層2の上下に配置されるグランド層である第2の導体層4と第3の導体層6の一部である第3の領域9内の少なくとも一部の線幅を小さくすることで、高温(常温)環境下からの熱が低温環境下に侵入しないようにしている。このように、第1~第4の実施形態による伝送路1、1a、1b、1cは、温度差の大きい2つの環境下での信号伝送に適用することができる。以下では、第1~第4の実施形態による伝送路1、1a、1b、1cを量子コンピュータで用いる例を説明する。
Claims (21)
- 第1の方向に延びる第1の導体層と、
前記第1の導体層の第1の面側に、第1の誘電体層を介して配置され前記第1の方向に延びる第2の導体層と、
前記第1の導体層の前記第1の面とは反対の第2の面側に、第2の誘電体層を介して配置され前記第1の方向に延びる第3の導体層とを備え、
前記第2の導体層及び前記第3の導体層は、前記第1の方向に交差する第2の方向の幅が前記第1の方向の複数箇所で異なっており、
前記第2の方向に離隔して複数の前記第1の導体層、複数の前記第2の導体層、及び複数の前記第3の導体層が配置され、
前記複数の第2の導体層は、前記第2の方向において、それぞれ離隔して配置されて電気的に絶縁され、
前記複数の第3の導体層は、前記第2の方向において、それぞれ離隔して配置されて電気的に絶縁され、
前記複数の第1の導体層のそれぞれと、対応する前記第2の導体層と、対応する前記第3の導体層とは、前記第1の面の法線方向から平面視したときに、少なくとも一部が重なり合っている、伝送路。 - 前記第1の導体層の前記第1の方向における一端側及び他端側は、互いに異なる温度環境下に配置される、請求項1に記載の伝送路。
- 前記第2の導体層及び前記第3の導体層の前記第1の方向における一端側の第1の領域内の前記幅と、他端側の第2の領域内の前記幅とは、前記第1の方向における前記第1の領域及び前記第2の領域の間の第3の領域内の少なくとも一部の前記幅よりも広い、請求項1又は2に記載の伝送路。
- 前記第2の導体層及び前記第3の導体層における前記第3の領域は、前記幅が第1の幅の領域と、前記幅が前記第1の幅よりも広い第2の幅の領域とを有する、請求項3に記載の伝送路。
- 前記第2の導体層における前記第3の領域内の前記第1の幅と、前記第3の導体層における前記第3の領域内の前記第1の幅とは同一である、請求項4に記載の伝送路。
- 前記第2の導体層における前記第3の領域の形状は、前記第3の導体層における前記第3の領域の形状と同一である、請求項4又は5に記載の伝送路。
- 前記第2の導体層における前記第3の領域内の前記第2の幅の領域と、前記第3の導体層における前記第3の領域内の前記第2の幅の領域とを導通させる導電ビア部材を備える、請求項4乃至6のいずれか一項に記載の伝送路。
- 前記導電ビア部材は、前記第2の導体層及び前記第3の導体層における前記第3の領域内の前記第2の幅の領域の幅方向の両端側に配置される、請求項7に記載の伝送路。
- 前記第2の幅の方向における前記導電ビア部材の間隔は、前記第2の導体層及び前記第3の導体層における前記第1の幅よりも広い、請求項8に記載の伝送路。
- 前記第3の領域内の前記第2の幅の方向の2つの前記導電ビア部材を通る断面において、前記第1の導体層は、前記第2の導体層と、前記2つの導電ビア部材と、前記第3の導体層とで取り囲まれる、請求項7乃至9のいずれか一項に記載の伝送路。
- 前記第3の領域内における前記第2の幅の領域は、前記第1の方向に沿って周期的に配置される、請求項4乃至10のいずれか一項に記載の伝送路。
- 前記第3の領域内における前記第2の幅の領域は、前記第1の方向に沿って、前記第1の導体層で送受される信号の波長の1/4以下の間隔で配置される、請求項11に記載の伝送路。
- 前記第2の導体層及び前記第3の導体層における前記第2の幅は、前記第1の導体層の幅の1~3倍である、請求項4乃至12のいずれか一項に記載の伝送路。
- 前記複数の第1の導体層、前記複数の第2の導体層、及び前記複数の第3の導体層は、前記第1の面の法線方向から平面視したときに、それぞれ対応するもの同士が重なり合うように配置される、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の伝送路。
- 積層される前記複数の第1の導体層、前記複数の第2の導体層、及び前記複数の第3の導体層のうち、前記第2の方向に隣接する2つの前記第1の導体層、対応する2つの前記第2の導体層、及び対応する2つの前記第3の導体層は、それぞれ異なる層に配置される、請求項14に記載の伝送路。
- 前記第1の導体層は、前記第1の方向の一部領域に、前記一部領域以外の領域よりも抵抗値が大きい抵抗部を有する、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の伝送路。
- 前記第1の導体層は、前記第2の方向の幅がそれぞれ異なる複数の受動素子を有し、
前記複数の受動素子は、前記第1の導体層にて伝送される信号の通過特性を調整するフィルタリング処理を行う、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の伝送路。 - 第1の温度範囲で信号処理を行う第1の信号処理回路と、
前記第1の信号処理回路と分離して配置され、前記第1の温度範囲よりも低い第2の温度範囲で信号処理を行う第2の信号処理回路と、
前記第1の信号処理回路と前記第2の信号処理回路との間で信号の送受を行う、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の伝送路と、を備える、量子コンピュータ。 - 前記第1の信号処理回路及び前記第2の信号処理回路が収納される冷凍機と、
前記第1の温度範囲よりも高い第3の温度範囲で信号処理を行うとともに、前記第1の信号処理回路との間で信号の送受を行う第3の信号処理回路と、を備え、
前記冷凍機は、前記第2の信号処理回路を冷却する冷却部を有する、請求項18に記載の量子コンピュータ。 - 第1の方向に延びる第1の導体層と、
前記第1の導体層の第1の面側に、第1の誘電体層を介して配置され前記第1の方向に延びる第2の導体層と、
前記第1の導体層の前記第1の面とは反対の第2の面側に、第2の誘電体層を介して配置され前記第1の方向に延びる第3の導体層とを備え、
前記第2の導体層及び前記第3の導体層は、前記第1の方向に交差する第2の方向の幅が前記第1の方向の複数箇所で異なっており、
前記第1の導体層、前記第2の導体層及び前記第3の導体層は、前記第1の面の法線方向から平面視したときに、少なくとも一部が重なり合っており、
前記第2の導体層及び前記第3の導体層の前記第1の方向における一端側の第1の領域内の前記幅と、他端側の第2の領域内の前記幅とは、前記第1の方向における前記第1の領域及び前記第2の領域の間の第3の領域内の少なくとも一部の前記幅よりも広く、
前記第2の導体層及び前記第3の導体層における前記第3の領域は、前記幅が第1の幅の領域と、前記幅が前記第1の幅よりも広い第2の幅の領域とを有し、
前記第3の領域内における前記第2の幅の領域は、前記第1の方向に沿って周期的に配置される、伝送路。 - 第1の方向に延びる第1の導体層と、
前記第1の導体層の第1の面側に、第1の誘電体層を介して配置され前記第1の方向に延びる第2の導体層と、
前記第1の導体層の前記第1の面とは反対の第2の面側に、第2の誘電体層を介して配置され前記第1の方向に延びる第3の導体層とを備え、
前記第2の導体層及び前記第3の導体層は、前記第1の方向に交差する第2の方向の幅が狭まる箇所が複数箇所に設けられ、
前記第2の導体層及び前記第3の導体層は、前記第2の方向の幅が狭まる箇所では、前記第1の面の法線方向から平面視したときに、前記第1の導体層と重なり合うとともに、前記第1の導体層の幅に応じた幅を有する、伝送路。
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