本公開的各方面一般涉及用于量子信息處理(qip)架構(gòu)的囚禁裝置，更具體地說，涉及成形玻璃或電介質(zhì)基板上的多層離子阱的使用和制造。

背景技術(shù)：

1、囚禁原子是量子信息處理或量子計(jì)算的主要實(shí)現(xiàn)方式之一?；谠拥牧孔游豢梢杂米髁孔哟鎯ζ鳎米髁孔佑?jì)算機(jī)和模擬器中的量子門，也可以用作量子通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。基于囚禁原子離子的量子位具有罕見的特性組合。例如，基于囚禁原子離子的量子位具有非常好的相干性，可以以接近100％的效率制備和測量，并且通過用合適的外部控制場(如光場或微波場)調(diào)制它們的庫侖相互作用可容易地相互糾纏。這些特性使基于原子的量子位對量子計(jì)算或量子模擬等擴(kuò)展量子操作具有吸引力。

2、因此，重要的是改進(jìn)用于處理基于原子的量子位的阱的設(shè)計(jì)和制造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、以下是對一個(gè)或多個(gè)方面的簡化概述，以提供對這些方面的基本理解。本概述不是所有預(yù)期方面的廣泛概述，并且既不旨在識別所有方面的關(guān)鍵或必要元素，也不旨在描繪任何或所有方面的范圍。其唯一目的是以簡化的形式呈現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)方面的一些概念，作為稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)描述的前序。

2、本公開的一個(gè)方面描述了在成形玻璃或電介質(zhì)基板上制造多層阱的技術(shù)。用這些技術(shù)制造的阱的類型包括離子阱，但不必如此限制。術(shù)語成形可以指物理地修改或改變基板的至少一部分以產(chǎn)生所需形式的基板的各種工藝或技術(shù)。成形可能涉及形成穿過基板的孔和/或更實(shí)質(zhì)性的成形，例如阱翼、阱中間部分的窄化和/或底切。該方法包括制備玻璃或電介質(zhì)基板，在玻璃或電介質(zhì)基板的頂面上構(gòu)建多層堆疊，并從背面蝕刻以完全蝕穿玻璃或電介質(zhì)基板和/或多層堆疊的一部分，并完成離子阱。

3、本公開的一個(gè)方面描述了一種制造阱的方法，該方法包括：加工基板的背面以供后續(xù)處理；在加工所述基板的背面之后，在所述基板的頂面上構(gòu)建多層堆疊，所述多層堆疊包括至少一個(gè)用于布線的金屬層和至少一個(gè)用于頂部電極的金屬層；以及在所述基板的頂面上構(gòu)建所述多層堆疊之后，通過處理所述基板的背面來成形所述基板。

4、本公開的另一個(gè)方面描述了一種qip系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用成形玻璃或電介質(zhì)基板上的多層離子阱。

5、本公開的一個(gè)方面描述了一種qip系統(tǒng)，該qip系統(tǒng)包括離子阱，所述離子阱具有由玻璃材料或電介質(zhì)材料制成的基板，以及多層堆疊，其設(shè)置在所述基板上并包括至少一個(gè)用于布線的金屬層、至少一個(gè)電介質(zhì)層和至少一個(gè)用于頂部電極的金屬層，其中所述基板和所述多層堆疊被成形為形成延伸穿過所述基板并穿過所述多層堆疊的孔。該qip系統(tǒng)還包括源，其被配置為從所述離子阱的背面提供原子物種，所述原子物種穿過所述離子阱的基板和多層堆疊中的孔到達(dá)所述離子阱的頂面。

6、本公開的一個(gè)方面描述了一種離子阱，其具有由玻璃材料或電介質(zhì)材料制成的基板；以及多層堆疊，其設(shè)置在所述基板上并包括至少一個(gè)用于布線的金屬層、至少一個(gè)電介質(zhì)層和至少一個(gè)用于頂部電極的金屬層，所述基板和所述多層堆疊被成形為形成延伸穿過所述基板和所述多層堆疊的孔。

7、為了實(shí)現(xiàn)上述和相關(guān)目的，所述一個(gè)或多個(gè)方面包括所附權(quán)利要求中充分描述和特別指出的特征。以下描述和附圖詳細(xì)闡述了所述一個(gè)或多個(gè)方面的某些說明性特征。然而，這些特征僅指示可以采用各個(gè)方面的原理的各種方式中的一些方式，并且本描述旨在包括所有這些方面及其等價(jià)物。

技術(shù)特征：

1.一種制造阱的方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板由玻璃材料或電介質(zhì)材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板由熔融石英制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加工所述基板的背面包括施加至少一個(gè)激光寫入步驟，以加工所述基板的背面用于選擇性蝕刻。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加工所述基板的背面包括通過從所述基板的背面去除所述基板的一部分來局部成形所述基板。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中去除所述基板的一部分包括施加一個(gè)或多個(gè)激光寫入步驟和一個(gè)或多個(gè)蝕刻步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中去除所述基板的一部分留下鄰近所述基板的頂面的彎月面。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括去除所述彎月面。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中構(gòu)建所述多層堆疊包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中設(shè)置所述電介質(zhì)層包括在所述電介質(zhì)層中形成通孔，以實(shí)現(xiàn)所述第一金屬化物和所述第二金屬化物之間的連接。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中設(shè)置所述第一金屬化物包括圖案化所述第一金屬化物以提供所述布線。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中設(shè)置所述第二金屬化物包括圖案化所述第二金屬化物以提供所述頂部電極。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中設(shè)置所述第一金屬化物、設(shè)置所述第二金屬化物或兩者包括電鍍工藝。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括通過去除所述多層堆疊的一部分來成形所述多層堆疊，以使穿過所述基板的孔延伸穿過所述多層堆疊。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述多層堆疊包括具有多個(gè)壩的電介質(zhì)層，并且延伸穿過所述多層堆疊的孔在所述電介質(zhì)層中的壩之間延伸。

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括去除所述保護(hù)層。

19.一種離子阱，包括：

20.一種量子信息處理系統(tǒng)，包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開的各方面描述了用于量子信息處理(QIP)架構(gòu)的囚禁裝置，更具體地說，涉及在成形玻璃或電介質(zhì)基板(100)上的多層離子阱的使用和制造。描述了一種制造離子阱的方法，該方法包括加工基板的背面，在所述基板的頂面上構(gòu)建多層堆疊，完成背蝕刻以穿透基板，并蝕穿所述多層堆疊中的金屬(140)和電介質(zhì)(150)以完成離子阱的形成。離子阱的成形還可以包括阱窄化特征、翼和/或底切。使用這種方法制造的離子阱可用于QIP系統(tǒng)，以囚禁通過在基板背面的孔提供的原子物種，用作量子操作和計(jì)算中的量子位。

技術(shù)研發(fā)人員：J·M·阿米尼,J·A·米茲拉希,J·M·塞奇,J·W·斯蒂爾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：愛奧尼克公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19