含500多个超导量子比特的晶圆级封装设计与运行

能够支持大规模高相干性超导量子比特阵列的封装技术,对于实现容错量子计算机以及优化制造工艺所需的高通量计量至关重要。该研究团队提出了一种晶圆级封装架构,可在单块3英寸芯片上集成超过500个量子比特。该封装设计通过仿真优化有效抑制了射频寄生模式,降低了材料损耗,同时通过管理热膨胀差异确保在毫开尔文温度下的稳定运行。针对大容量布线负载的系统级热负荷计算表明,该封装可在商用稀释制冷机中运行。封装内量子比特的测试数据显示:中位T1/T2相干时间达100微秒(基于100个量子比特),中位读取保真度为97.5%(54个量子比特),量子比特中位温度为36毫开(54个量子比特)。这些结果验证了该封装的性能,证明大规模集成不会影响器件性能。最后,该工作强调了此类封装作为高通量评估工具的价值——能通过对大批量样本的量子比特性能指标进行反馈,识别相干性分布尾端的异常数据,这对指导高质量量子比特及量子处理器的制备具有关键意义。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-13 09:58

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