用于比特频率控制的电路板、量子测控系统及量子计算机的制作方法

本技术涉及量子计算机，特别是涉及一种用于比特频率控制的电路板、量子测控系统及量子计算机。

背景技术：

1、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。与一般计算机比较起来,信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利，也就更能确保运算具备精准性。

2、量子处理器为运行量子计算的核心部件，量子处理器上集成有多位量子比特，为了保证量子比特的正常工作，需要设置多个信号源、信号发生器、测量设备为每个量子比特提供各种控制信号和测量信号、例如频率控制信号、量子态控制信号、量子态读取信号。

3、其中，awg信号发生器是一种调控量子比特频率的常见装置，awg信号发生器中的核心部件为awg信号调控的电路板，现有的awg信号调控的电路板上布置有多个功能模块，用于对量子计算任务的信号数据进行处理、放大后输出对应的控制信号至量子芯片。但是现有的awg信号调控的电路板上的电路会因为阻抗不匹配问题，影响信号传递的质量，使得信号不能有效传递至量子芯片。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：提供一种用于比特频率控制的电路板、量子测控系统及量子计算机，能够解决阻抗不匹配问题，保证信号传递的质量，使得信号能有效传递至量子芯片。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、本实用新型第一方面提供一种用于比特频率控制的电路板，包括基板以及安装于所述基板上的数模转换模块和信号放大模块；

4、其中，所述数模转换模块与所述信号放大模块之间布置的信号传输线上设有第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块，所述第一阻抗匹配模块靠近所述数模转换模块的输出端布置，所述第二阻抗匹配模块靠近信号放大模块的输入端布置。

5、如上所述的用于比特频率控制的电路板，进一步地，所述数模转换模块与所述信号放大模块之间布置有第一信号传输线和第二信号传输线；所述第一信号传输线和第二信号传输线用于传输所述数模转换模块输出的差分信号至所述信号放大模块。

6、如上所述的用于比特频率控制的电路板，进一步地，所述第一阻抗匹配模块包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；

7、其中，所述第一电阻的第一引脚和所述第一电容的第一引脚均焊接到第一信号传输线上，所述第一电阻的第二引脚和所述第一电容的第二引脚均接地；

8、所述第二电阻的第一引脚和所述第二电容的第一引脚均焊接到第二信号传输线上，所述第二电阻的第二引脚和第二电容的第二引脚均接地。

9、如上所述的用于比特频率控制的电路板，进一步地，所述第二阻抗匹配模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；所述第三电阻的第一引脚和第二引脚均焊接于所述第一信号传输线上，所述第四电阻的第一引脚焊接于第一信号传输线上；

10、所述第五电阻的第一引脚和第二引脚均焊接于所述第二信号传输线上；所述第六电阻的第一引脚和所述第七电阻的第一引脚焊接于第二信号传输线上；

11、所述第四电阻的第二引脚、所述第六电阻的第二引脚和第七电阻的第二引脚均接地。

12、如上所述的用于比特频率控制的电路板，进一步地，所述第一信号传输线包括第一信号传输线a、第一信号传输线b和第一信号传输线c；

13、所述的第二信号传输线包括第二信号传输线a、第二信号传输线b和第二信号传输线c；

14、其中，所述第一信号传输线a和所述第二信号传输线a布置于所述数模转换模块与所述第一阻抗匹配模块之间；

15、所述第一信号传输线b和所述第二信号传输线b布置于所述第一阻抗匹配模块与所述第二阻抗匹配模块之间；

16、所述第一信号传输线c和所述第二信号传输线c布置于所述信号放大模块与所述第二阻抗匹配模块之间。

17、如上所述的用于比特频率控制的电路板，进一步地，所述基板为多层板，包括顶层、中间层和底层；

18、所述第一信号传输线b和所述第二信号传输线b布置于所述基板的中间层；

19、所述第一信号传输线a、所述第二信号传输线a、所述第一信号传输线c和所述第二信号传输线c布置于所述基板的顶层。

20、如上所述的用于比特频率控制的电路板，进一步地，所述中间层为多层板，所述中间层的第一层上设置第一挖空孔和第二挖空孔，所述第一挖空孔位于所述第一信号传输线a和所述第二信号传输线a走线区域的正下方，所述第二挖空孔位于所述第一信号传输线c和所述第二信号传输线c走线区域的正下方。

21、如上所述的用于比特频率控制的电路板，进一步地，所述基板的第一区域和第二区域、第三区域和第四区域均不布线，所述第一区域为第一挖空孔正下方对应的区域，所述第二区域为第二挖空孔正下方对应的区域；

22、所述第三区域为所述第一信号传输线b和所述第二信号传输线b正上方对应的区域；

23、所述第四区域为所述第一信号传输线b和所述第二信号传输线b正下方对应的区域。

24、本实用新型第二方面提供一种量子测控系统，包括上述用于比特频率控制的电路板，所述电路板输出用于调控量子芯片的量子比特频率的控制信号。

25、本实用新型第三方面提供一种量子计算机，包括上述量子测控系统。

26、本实用新型的有益效果在于：

27、本实用新型的电路板通过在数模转换模块的输出端布置第一阻抗匹配模块，对数模转换模块的输出端的阻抗进行匹配，提高数模转换模块的输出端口输出的信号的质量，通过在信号放大模块的输入端布置第二阻抗匹配模块，对信号放大模块的输入端的阻抗进行匹配，提高进入信号放大模块的待放大的信号的质量。

28、本实用新型提供的量子测控系统和量子计算机包括上述的电路板，因此具有相同的有益效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种用于比特频率控制的电路板，其特征在于，包括基板(100)以及安装于所述基板(100)上的数模转换模块(300)和信号放大模块(400)；

2.根据权利要求1所述的用于比特频率控制的电路板，其特征在于，所述数模转换模块(300)与所述信号放大模块(400)之间布置有第一信号传输线(122)和第二信号传输线(123)；所述第一信号传输线(122)和第二信号传输线(123)用于传输所述数模转换模块(300)输出的差分信号至所述信号放大模块(400)。

3.根据权利要求2所述的用于比特频率控制的电路板，其特征在于，所述第一阻抗匹配模块(600)包括第一电阻(601)、第二电阻(602)、第一电容(603)和第二电容(604)；

4.根据权利要求3所述的用于比特频率控制的电路板，其特征在于，所述第二阻抗匹配模块(700)包括第三电阻(701)、第四电阻(702)、第五电阻(703)、第六电阻(704)和第七电阻(705)；所述第三电阻(701)的第一引脚和第二引脚均焊接于所述第一信号传输线(122)上，所述第四电阻(702)的第一引脚焊接于第一信号传输线(122)上；

5.根据权利要求4所述的用于比特频率控制的电路板，其特征在于，所述第一信号传输线(122)包括第一信号传输线a、第一信号传输线b和第一信号传输线c；

6.根据权利要求5所述的用于比特频率控制的电路板，其特征在于，所述基板(100)为多层板，包括顶层、中间层和底层；

7.根据权利要求6所述的用于比特频率控制的电路板，其特征在于，所述中间层为多层板，所述中间层的第一层上设置第一挖空孔(119)和第二挖空孔(120)，所述第一挖空孔(119)位于所述第一信号传输线a和所述第二信号传输线a走线区域的正下方，所述第二挖空孔(120)位于所述第一信号传输线c和所述第二信号传输线c走线区域的正下方。

8.根据权利要求7所述的用于比特频率控制的电路板，其特征在于，所述基板(100)的第一区域和第二区域、第三区域和第四区域均不布线，所述第一区域为所述第一挖空孔(119)正下方对应的区域，所述第二区域为所述第二挖空孔(120)正下方对应的区域；

9.一种量子测控系统，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的用于比特频率控制的电路板，所述电路板输出用于调控量子芯片的量子比特频率的控制信号。

10.一种量子计算机，其特征在于，包括权利要求9所述的量子测控系统。

技术总结
本技术公开了一种用于比特频率控制的电路板、量子测控系统及量子计算机，其中，电路板包括基板以及安装于基板上的数模转换模块和信号放大模块；数模转换模块与信号放大模块之间布置的信号传输线上设有第一阻抗匹配模块和第二阻抗匹配模块，第一阻抗匹配模块靠近数模转换模块的输出端布置，第二阻抗匹配模块靠近信号放大模块的输入端布置。该电路板通过在数模转换模块的输出端布置第一阻抗匹配模块，对数模转换模块的输出端的阻抗进行匹配，提高数模转换模块的输出端口输出的信号的质量，通过在信号放大模块的输入端布置第二阻抗匹配模块，对信号放大模块的输入端的阻抗进行匹配，提高进入信号放大模块的待放大的信号的质量。

技术研发人员：请求不公布姓名,孔伟成,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：本源量子计算科技（合肥）股份有限公司
技术研发日：20230426
技术公布日：2024/1/15