(19)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局201980031025.92019.04.27地址美國華盛頓州(74)專利代理機(jī)構(gòu)北京世輝律師事務(wù)所160931冷凍銀三路公開了用于冷卻設(shè)置在諸如柔性電纜或剛超導(dǎo)信號(hào)線冷卻到低于耦合到互連的至少一些輯器件的互連、以及與互連熱連通的冷卻裝置。2可密封導(dǎo)管，適于封閉超導(dǎo)互連的至少一部分，所述導(dǎo)管還適于接收液體或氣體冷卻劑以冷凍所述超導(dǎo)互連，所述導(dǎo)管還適于將所述超導(dǎo)互連耦合到一個(gè)或多個(gè)超導(dǎo)邏輯器件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：焦耳湯姆森閥，耦合到所述導(dǎo)管并且適于向所述導(dǎo)管的內(nèi)部提供氣體冷卻劑；以及排氣口，耦合到所述導(dǎo)管并且適于從所述導(dǎo)管的內(nèi)部接收所述氣體冷卻劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：排氣口，耦合到所述導(dǎo)管并且適于從所述導(dǎo)管的內(nèi)部接收所述氣體冷卻劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：所述超導(dǎo)互連，所述互連包括至少一個(gè)信號(hào)線，所述至少一個(gè)信號(hào)線包括設(shè)置在絕緣體之上的超導(dǎo)材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：聚酰亞胺電纜，所述聚酰亞胺電纜包括設(shè)置在所述電纜的表面上的至少一個(gè)超導(dǎo)體帶狀線，所述聚酰亞胺電纜形成所述超導(dǎo)互連的一部分。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：閥，耦合到所述導(dǎo)管并且適于接受以第一溫度和第一壓力提供的氣體冷卻劑，所述閥還適于以低于所述第一壓力的壓力和低于所述第一溫度的第二溫度將所述氣體冷卻劑提供到所述導(dǎo)管的內(nèi)部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：第一冷卻裝置，適于將所述超導(dǎo)邏輯器件冷卻到第一溫度范圍；第二冷卻裝置，適于將所述超導(dǎo)互連冷卻到低于所述第一溫度范圍的第二溫度。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：熱管或?qū)釒?，所述熱管或?qū)釒ОㄔO(shè)置在所述超導(dǎo)互連的絕緣體部分上的導(dǎo)體層。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中：所述超導(dǎo)互連包括至少兩個(gè)分支；以及所述導(dǎo)管封閉所述超導(dǎo)互連的兩個(gè)或更多個(gè)分支。所述絕緣體包括聚酰亞胺、Kapton、釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)、Ceraflex、氟化乙烯丙烯、聚所述信號(hào)線包括鈮、氮化鉬、鈮鈦氮化物中的至少一種。利用可密封導(dǎo)管封閉耦合到超導(dǎo)邏輯器件的超導(dǎo)互連，所述可密封導(dǎo)管適于接收液體利用所述可密封導(dǎo)管將所述超導(dǎo)互連冷卻到低于所述超導(dǎo)邏輯器件的第二溫度的第一溫度。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一溫度在2開氏度(K)或者低于2開氏度3(K),并且所述第二溫度在4開氏度或者高于4開氏度。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中以開氏度為單位所述第一溫度比所述第二溫度小至少25%。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述冷卻包括經(jīng)由焦耳湯姆森閥向所述導(dǎo)管中提供氦蒸氣流。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述冷卻包括向封閉所述超導(dǎo)互連的至少一部分的嚴(yán)密密封歧管提供液相或氣相的氦。16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述冷卻包括經(jīng)由排氣閥將氦蒸氣流從所述導(dǎo)管中提供出去。17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述冷卻包括制冷從所述導(dǎo)管中出來的氦蒸氣流的至少一部分，并且經(jīng)由焦耳湯姆森閥將經(jīng)制冷的所述蒸氣提供到所述導(dǎo)管中。4減少超導(dǎo)電纜中的損耗[0001]本申請是申請日為2019年4月27日，申請?zhí)枮?01980031025.9,發(fā)明名稱為“減少超導(dǎo)電纜中的損耗”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。背景技術(shù)[0002]傳統(tǒng)的基于半導(dǎo)體的集成電路技術(shù)(諸如基于硅或砷化鎵器件技術(shù)的技術(shù))在器件尺寸、開關(guān)頻率和功耗方面正在達(dá)到其物理極限。此外，部署在數(shù)據(jù)中心中的集成電路正在消耗越來越多的功率。這包括在半導(dǎo)體器件不開關(guān)時(shí)由泄漏電流消耗的功率。人們有極大興趣來構(gòu)建與任何現(xiàn)有數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)相比可以更快、更經(jīng)濟(jì)地執(zhí)行某些類型的有用計(jì)[0003]解決傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)限制的一種方法是使用基于超導(dǎo)邏輯的器件。這樣的器件通常被冷卻到冷凍溫度以便在超導(dǎo)狀態(tài)下起作用。用于為超導(dǎo)邏輯器件提供這種冷卻的制冷設(shè)備很昂貴并且消耗大量能量。因此，仍然有足夠的機(jī)會(huì)來改進(jìn)由基于超導(dǎo)邏輯的器件構(gòu)建的、包括用于在多組基于超導(dǎo)邏輯的器件之間傳輸信號(hào)的互連的計(jì)算機(jī)。發(fā)明內(nèi)容[0004]公開了用于將超導(dǎo)電纜和互連冷卻到低溫的裝置和方法。在一些示例中，使用封閉在導(dǎo)管或其他容納裝置中的低溫氣體或液體(例如，氦)來冷卻柔性多導(dǎo)體微帶或帶狀線帶狀電纜。在一些示例中，提供與電纜或互連熱連通的熱管或?qū)釒б蕴峁├鋮s?？梢詫Ⅰ詈蟽山M或更多組邏輯器件的超導(dǎo)互連冷卻到低于邏輯器件的溫度，從而降低由互連承載的信號(hào)的衰減，而無需使用附加能量來提供更廣泛的冷卻來制冷邏輯器件。[0005]可以將設(shè)置在諸如柔性電纜或剛性基板等互連上的超導(dǎo)信號(hào)線冷卻到低于耦合到互連的至少一些超導(dǎo)邏輯器件工作溫度的冷凍溫度。在一些示例中，提供嚴(yán)密密封導(dǎo)管、熱管或?qū)釒б岳鋮s超導(dǎo)互連。在所公開的技術(shù)的一個(gè)示例中，一種系統(tǒng)包括至少兩組超導(dǎo)邏輯器件、適于將邏輯器件冷卻到第一工作溫度的冷卻裝置、以及耦合超導(dǎo)邏輯器件的互連。提供了與互連熱連通的冷卻裝置。該裝置適于將互連上的超導(dǎo)信號(hào)線冷卻到低于超導(dǎo)邏輯器件工作的第一工作溫度的工作溫度。通過僅將超導(dǎo)信號(hào)線冷卻到低于耦合邏輯器件的溫度，可以為整個(gè)系統(tǒng)節(jié)省大量能量。用于冷卻信號(hào)線的溫度可以基于所使用的材料、距離限制、工作限制(諸如頻率)和能耗來選擇。[0006]提供本“發(fā)明內(nèi)容”以便以簡化的形式介紹一些概念，這些概念將在下面的“具體實(shí)施方式”中進(jìn)一步描述。本“發(fā)明內(nèi)容”既不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)的主題的范圍。從以下參考附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，所公開的技術(shù)的前述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。附圖說明[0007]圖1是描繪可以在所公開的技術(shù)的某些示例中實(shí)現(xiàn)的可以用于冷卻超導(dǎo)互連的示例系統(tǒng)的框圖。5[0008]圖2是示出可以在所公開的技術(shù)的某些示例中實(shí)現(xiàn)的包括導(dǎo)管和具有多個(gè)連接的互連的示例系統(tǒng)的框圖。[0009]圖3A至3C是示出可以使用某些公開的導(dǎo)管或熱管來冷卻的示例互連的圖。[0010]圖4A和4B是示出可以在所公開的技術(shù)的某些示例中使用的替代示例互連的圖。[0011]圖5A和5B示出了可以在所公開的技術(shù)的某些示例中實(shí)現(xiàn)的超導(dǎo)互連的另一示例。[0012]圖6A和6B示出了可以在所公開的技術(shù)的某些示例中實(shí)現(xiàn)的用導(dǎo)熱帶冷卻的多分支互連的示例。[0013]圖7是示出可以在所公開的技術(shù)的某些示例中觀察到的超導(dǎo)傳輸線中的損耗隨頻率和溫度變化的圖。[0014]圖8是概述可以在所公開的技術(shù)的某些示例中執(zhí)行的在超導(dǎo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中提供互連的示例方法的流程圖。[0015]圖9是概述可以在所公開的技術(shù)的某些示例中執(zhí)行的冷卻耦合到超導(dǎo)邏輯器件的導(dǎo)管的示例方法的流程圖。具體實(shí)施方式[0016]I.一般考慮[0017]本文中公開了用于設(shè)計(jì)、制造和組裝基板的方法、裝置和系統(tǒng)的代表性實(shí)施例，該基板使用在這樣的基板之間形成機(jī)械和/或電連接的連接器來承載導(dǎo)體和/或超導(dǎo)體材料。本公開在代表性實(shí)施例的上下文中闡述，該代表性實(shí)施例不旨在以任何方式進(jìn)行限制。語“耦合(coupled)”包括將物品耦合或鏈接在一起的機(jī)械、電氣、磁性、光學(xué)以及其他實(shí)用or)”是指短語中的任何一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目。[0019]本文中描述的系統(tǒng)、方法和裝置不應(yīng)當(dāng)以任何方式解釋為限制性的。而是，本公開單獨(dú)地并且以彼此的各種組合和子組合而涉及各種公開的實(shí)施例的所有新穎的和非明顯的特征和方面。所公開的系統(tǒng)、方法和裝置不限于任何特定方面或特征或其組合，所公開的事物和方法也不要求存在任何一個(gè)或多個(gè)特定優(yōu)點(diǎn)或者解決問題。此外，所公開的實(shí)施例的任何特征或方面可以彼此以各種組合和子組合來使用。[0020]盡管為了方便呈現(xiàn)而以特定的依次順序描述了一些所公開的方法的操作，但是應(yīng)當(dāng)理解，這種描述方式包括重新布置，除非以下闡述的特定語言要求特定順序。例如，在某些情況下，依次描述的操作可以重新布置或同時(shí)執(zhí)行。而且，為了簡單起見，附圖可能未示出可以將所公開的事物和方法與其他事物和方法相結(jié)合使用的各種方式。另外，該描述有的方法。這些術(shù)語是對所執(zhí)行的實(shí)際操作的高級(jí)描述。與這些術(shù)語相對應(yīng)的實(shí)際操作將根據(jù)特定實(shí)現(xiàn)而變化，并且受益于本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易辨別。[0021]如在本申請和權(quán)利要求中使用的，單數(shù)形式“一個(gè)(a)”、“一個(gè)(an)”和“該(the)”包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確指出。另外，術(shù)語“包括(includes)”是指“包括6或電磁地連接或鏈接，并且包括直接連接或直接鏈接以及通過不影響描述的系統(tǒng)的預(yù)期操作的一個(gè)或多個(gè)中間元件而進(jìn)行的間接連接或間接鏈接。術(shù)語用于在處理相對關(guān)系時(shí)提供一定的描述清晰。但是，這些術(shù)語并不旨在暗示絕對的關(guān)導(dǎo)體材料制成的組件，這些超導(dǎo)體材料制可以被設(shè)置為在材料的相應(yīng)臨界溫度以下以超導(dǎo)模式工作。但是，當(dāng)執(zhí)行本文中描述的某些動(dòng)作時(shí)，所引用的超導(dǎo)組件可能不一定處于超導(dǎo)狀態(tài)。例如，將超導(dǎo)電纜耦合到一組超導(dǎo)邏輯器件是指形成這樣的耦合，然后，在稍后的時(shí)間點(diǎn)，可以通過將邏輯器件和互連冷卻到其相應(yīng)臨界溫度以下來將該耦合置于超導(dǎo)狀態(tài)。[0024]本文中參考本公開的裝置或方法而呈現(xiàn)的操作理論、科學(xué)原理或其他理論描述被提供用于更好的理解，而非旨在限制范圍。所附權(quán)利要求中的裝置和方法不限于通過這種操作理論而描述的方式起作用的裝置和方法。[0025]II.所公開的技術(shù)的簡介[0026]盡管高頻信號(hào)在配置為帶狀線、微帶或同軸傳輸線的超導(dǎo)電纜上傳輸，但仍然被輕度衰減。原因是，通過由超電流生成的時(shí)變電磁場以通常方式加速了超導(dǎo)體中的小量但明顯存在的正常(未配對)電子。但是，與超電流不同，正常電流會(huì)耗散導(dǎo)線表面電阻中的功率。這可能使傳輸信號(hào)由于其高頻成分減少而失真。因此，盡管超導(dǎo)體線可以在DC下充當(dāng)完美超導(dǎo)體，但是在較高頻率(例如，GHz范圍)下，由于存在正常電子，可以觀察到顯著的損[0027]頻率越高，該效果越明顯。在給定頻率下，衰減系數(shù)α描述了信號(hào)在沿線路傳播時(shí)被衰減了多少。例如，α=10?3nepers/cm的衰減系數(shù)表示，信號(hào)幅度每厘米降低0.1%,或者每行進(jìn)一米降低約10%。衰減系數(shù)是介電損耗和超導(dǎo)體損耗的組合。通常情況下，介電損耗引起的衰減隨頻率線性增加，而超導(dǎo)體損耗引起的衰減隨頻率的平方而增加。因此，超導(dǎo)體損耗成為高頻下的最大衰減源。[0028]降低電纜的溫度可以減小該衰減。通常，隨著溫度降低至絕對零度，介電損耗和超導(dǎo)體損耗都會(huì)變小。超導(dǎo)體損耗對溫度特別敏感。在較高溫度下，會(huì)有更多自由(非庫珀對)電子導(dǎo)致?lián)p耗。[0029]Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理論告訴我們，正常電子與Cooper對的密度比與溫度呈指數(shù)關(guān)系。對于低于約4.65K(其臨界溫度的1/2,通常為9.3K)的鈮(Nb,第41號(hào)元素),所得表面電阻可以近似地與f2×exp((-17.67/T)/T)成比例，其中T是電纜的絕對溫度，f是信號(hào)頻率。例如，僅通過將Nb的溫度從4.2K(一種大氣壓下的飽和液氦(He)的溫度)降低到2K,就可以將Nb的表面電阻降低約49倍。因此，當(dāng)電纜從4.2K冷卻到2.0K時(shí)，由于超導(dǎo)體損耗引起的衰減系數(shù)部分將減少約49倍。[0030]介電損耗對衰減系數(shù)的貢獻(xiàn)對溫度不那么敏感。隨著電纜的冷卻，最終超導(dǎo)體的損耗將可忽略不計(jì)，并且衰減系數(shù)主要由介電損耗(“損耗角正切”)組成。在深度冷凍溫度(通常比對應(yīng)的室溫值小100倍)下，與聚酰亞胺電纜的互連的損耗角正切在1至20GHz的頻率上非常低。這樣就可以實(shí)現(xiàn)微波(約10GHz)范圍信號(hào)的相當(dāng)長距離(米級(jí))的傳輸而沒有過多衰減，并且還可以傳輸有用的高RF功率電平而不會(huì)產(chǎn)生過多介電加熱。超導(dǎo)傳輸線可7以以幾微米的走線寬度很好地工作。對于典型的標(biāo)稱阻抗，電介質(zhì)厚度也將為幾微米。[0031]與使用導(dǎo)體的常規(guī)電纜相比，諸如微帶、帶狀線或共面波導(dǎo)等超導(dǎo)柔性阻抗受控電纜允許長距離傳輸高速電信號(hào)，而損失最小。此外，它們的物理橫截面可能非常小，因此可以在一條緊湊型帶狀電纜中傳輸大量信號(hào)。但是，如果電纜溫度接近或超過T。,則可能會(huì)失去性能優(yōu)勢，諸如在從冷凍環(huán)境連接到高溫電子器件時(shí)會(huì)發(fā)生。[0032]公開了用于將超導(dǎo)體電纜和互連冷卻到低溫的裝置和方法。在一些示例中，使用封閉在管道中的低溫氦氣來冷卻柔性多導(dǎo)體微帶或帶狀線帶狀電纜。例如，可以使用焦耳湯姆森閥將在4.2K和一個(gè)大氣壓(14.70磅/平方英寸(psi)或1.01325×10?帕斯卡(Pa))下接收的氦氣膨脹32倍，以達(dá)到約0.034個(gè)大氣壓(0.5psi/3.447×103Pa),從而將氣體溫度降至2K。較大的壓降將生成較低的溫度，以實(shí)現(xiàn)更長的電纜或更高的信號(hào)速率。[0033]在一些示例中，來自單一源的2K下的氦氣可以通過同一管道中的多個(gè)帶狀電纜。低損耗表示氦氣幾乎不會(huì)被多個(gè)電纜加熱。連接多個(gè)端點(diǎn)的電纜網(wǎng)絡(luò)可以通過將網(wǎng)絡(luò)封閉在跨越端點(diǎn)的管道網(wǎng)絡(luò)中來進(jìn)行冷卻。每個(gè)端點(diǎn)可以具有自己的焦耳湯姆森膨脹閥，以向管道網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)氦氣。直徑足夠大以生成明顯壓力梯度的多個(gè)排氣點(diǎn)可以位于管道網(wǎng)絡(luò)的中心，并且連接到氦液化器以進(jìn)行再壓縮和再循環(huán)。[0034]公開了用于設(shè)計(jì)和制造各種配置的基板的方法、裝置和系統(tǒng)，包括使用微帶幾何結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電或超導(dǎo)柔性電纜。在一些示例中，超導(dǎo)柔性電纜具有設(shè)置在一側(cè)的多個(gè)信號(hào)導(dǎo)體、以及設(shè)置在另一側(cè)(例如，相對側(cè)或正面)的電源或接地平面。在一些示例中，設(shè)置在柔性電纜表面上的典型信號(hào)線為50微米寬。在一些示例中，信號(hào)線的寬度可以在10至100微米之間變化。在一些示例中，包含鈮(包括選定的鈮合金)的信號(hào)線旨在在深度冷凍溫度(例如，約低于4K)下工作?？梢栽谝粚@樣的柔性電纜之間進(jìn)連接的兩個(gè)電纜首尾相接，兩端之間的間隙很小。在其他示例中，電纜可以稍微鄰接或重在兩個(gè)柔性電纜的相應(yīng)信號(hào)線之間提供電連續(xù)性。同樣，另一橋接連接器也夾在連接區(qū)域下方，從而在兩個(gè)柔性電纜的電源或接地平面之間提供電接觸。在這樣的示例中，精密的微制造的支柱與微制造的孔接合，以提供橋接連接器和電纜的機(jī)械自對準(zhǔn)。在一些示例中，在橋接連接器上使用簡單的薄膜導(dǎo)體。在一些示例中，可以使用金觸點(diǎn)。例如，可以使超導(dǎo)體上的鍍金足夠薄(例如，20nm以下),使得金層可能由于鄰近效應(yīng)而變得超導(dǎo)。在其他示例[0035]III.示例互連和導(dǎo)管[0036]圖1是描繪在所公開的技術(shù)的某些示例中可以用于冷卻超導(dǎo)互連的示例系統(tǒng)的框圖100。在示例系統(tǒng)中，可密封導(dǎo)管適于封閉超導(dǎo)互連的至少一部分。導(dǎo)管還可以適于耦合到一組或多組超導(dǎo)邏輯器件。導(dǎo)管還可以適于接收液體或氣體冷卻劑，以將超導(dǎo)互連冷卻到低于耦合到互連的超導(dǎo)邏輯器件的溫度。[0037]如圖1所示，導(dǎo)管110封閉超導(dǎo)互連電纜120的一部分。超導(dǎo)互連電纜被設(shè)置為在第一組邏輯器件130與第二組邏輯器件135之間傳送信號(hào)。第一組邏輯器件和第二組邏輯器件包括可以在冷凍的熱環(huán)境中工作的超導(dǎo)器件。例如，該器件可以包括傳統(tǒng)的基于CMOS或其他類型的器件，它們可以在約70K以下的溫度下工作。邏輯器件還可以包括在甚至更低的溫8導(dǎo)體(SIS)類型的約瑟夫森結(jié)中，超導(dǎo)體層可以由鈮制成，并且絕緣體層可以由氧化鋁形[0040]導(dǎo)管110被配置為封閉互連的至少一部分并且具有嚴(yán)密密封密封。提供了合適的封的夾具130和135部分地提供，夾具130和135允許互連120在保持嚴(yán)密密封的同時(shí)延伸到于向?qū)Ч艿膬?nèi)部提供氣體冷卻劑。焦耳湯姆森閥150被配置為接收高壓氣態(tài)氦并且以較低溫度和壓力將氦提供到導(dǎo)管中。例如，焦耳湯姆森閥可以被配置為在一個(gè)大氣壓下接受[0043]圖2是示出可以在所公開的技術(shù)的某些示例中采用的示例系統(tǒng)的框圖200,該示例9信號(hào)線冷卻到對于這組超導(dǎo)邏輯器件的第一工作溫度的第二工作溫度。[0044]如圖2所示，導(dǎo)管210是氣密的并且封閉互連220、221、222等的多個(gè)分支?；ミB220可以是嚴(yán)密密封的，并且包括諸如嚴(yán)密密封的夾具225和227等連接，該連接將封閉在導(dǎo)管內(nèi)的互連220連接到耦合到一組或多組低溫邏輯器件(例如，230或235)的其他互連。導(dǎo)管210的每個(gè)分支耦合到焦耳湯姆森閥(例如，焦耳湯姆森閥240),焦耳湯姆森閥在導(dǎo)管分支210的一端提供冷卻劑氣體。導(dǎo)管210還包括多個(gè)排氣口，例如排氣口250和255,這些排氣口允許冷卻劑氣體從導(dǎo)管210的內(nèi)部排出，以便可以將其回收并且發(fā)送到氦冰箱。通過提供氦氣以冷卻互連220,當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)的互連220的溫度基本上降低到低于耦合的低溫邏輯器件工作[0045]V.示例超導(dǎo)互連[0046]圖3A-3C示出了可以使用如本文中討論的封閉的導(dǎo)管或熱管來冷卻的示例互連300。圖3A是互連的平面圖，該互連包括基板310(其可以由基于聚酰亞胺的膜或其他合適的材料制造),基板310上已經(jīng)設(shè)置有很多超導(dǎo)帶狀線，例如帶狀線320、321和322。帶狀線可以由例如沉積在由鈦形成的可選的10nm粘附層上的250納米(nm)厚的鈮層制成。在一些示例中，可以使用玻璃基板來制造柔性超導(dǎo)電纜?？梢詫⒑穸燃s20微米(μm)的初始聚酰亞胺膜(例如，PyralinPI-2611或HD-4100相沉積(PVD)工藝，可以將鈦薄膜涂到固化的聚酰亞胺膜上。接下來，可以沉積由超導(dǎo)金屬層(例如，鈮層)形成的信號(hào)線。接下來，可以用銅層或其他合適的導(dǎo)體(諸如金或銀)覆蓋可選的鈦/鈮疊層。例如，可以使用500nm的銅層。最后，可以使用光刻和薄膜處理技術(shù)來圖案化導(dǎo)體軌跡，以形成信號(hào)線(例如，微帶、帶狀線或基板上的其他路徑)。然后可以將聚酰亞胺層施加并且固化在導(dǎo)體之上。可以重復(fù)這些過程以形成具有多個(gè)導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)。如受益于本公開的相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易理解的，可以基于互連的期望性能特性來選擇[0047]任何合適的超導(dǎo)材料可以用于超導(dǎo)線，包括例如鈮、氮化鉬、鈮氮化鈦鈦、氮化鈮或這些材料的合金。鈮薄膜易于從下面的基板破裂和脫層，特別是在如撓性電纜的情況下經(jīng)受撓曲時(shí)?？梢詫⒊瑢?dǎo)帶狀線設(shè)置在設(shè)置在基板上的中間的可選粘合層之上，該粘合層可以由例如鈦制成。鈦可以用作隨后沉積的金屬層的粘附和過渡層?；ミB300還包括設(shè)置在超導(dǎo)帶狀線的端部之上的接觸金屬化層。在一些示例中，接觸材料可以由超導(dǎo)體制成，而在其他示例中，可以使用諸如銅、鋁、銀、金或鈦等材料的薄300的橫截面。如圖所示，存在很多帶狀線，包括設(shè)置在基板310之上的帶狀線320、321和322?；ミB300的正面包括設(shè)置在互連300的背面之上的平面層350.平面層350可以由超導(dǎo)體材料制成，例如鈮或以上討論的其他材料，或者可以由導(dǎo)體層制成，諸如以上列出的導(dǎo)體中的一種。在一些示例中，平面層350可以被配置為用作互連300的接地平面。在一些示例中，可以利用熱管或?qū)釒⑵矫鎸?50置于熱傳導(dǎo)狀態(tài)。例如，由銅形成的導(dǎo)熱帶可以用于將熱量從平面層傳導(dǎo)到冷板，如下面進(jìn)一步討論的。圖3C是在由虛線360指示的截面處截取的互連300的橫截面。如圖所示，每個(gè)帶狀線具有設(shè)置在帶狀線的端部之上的接觸金屬化層[0048]在一些示例中，高溫超導(dǎo)體材料(諸如釔鋇氧化銅(YBCO)或鉍鍶鈣氧化銅(BSCCO))可以用于在較高相對溫度下提供超導(dǎo)互連(例如，對于這些材料，最高約70K)。[0049]VI.附加示例互連[0050]圖4A-4B描繪了可以在所公開的技術(shù)的某些示例中使用的替代互連結(jié)構(gòu)的橫截面。圖4A示出了互連400,該互連400具有設(shè)置在例如基于聚酰亞胺的膜420等基板上的多個(gè)超導(dǎo)帶狀線410?；ミB可以包括多個(gè)平面層(例如，平面層430和435)以及基板425。在一些示例中，平面層之一可以由超導(dǎo)材料制成，而另一層可以由導(dǎo)體材料制成。在其他示例中，兩個(gè)平面層均由超導(dǎo)體材料或?qū)w材料制成。圖4B示出了在具有在絕緣體的正面的由超導(dǎo)體或?qū)w材料437制成的平面層的附加基板427之后的互連400。應(yīng)當(dāng)注意，一個(gè)或多個(gè)平面層430、435和/或437可以設(shè)置為通過熱管或其他冷卻裝置處于熱傳導(dǎo)狀態(tài)。在一些示例中，一個(gè)或多個(gè)平面層可以連接到電源或接地信號(hào)。[0051]圖5A和5B分別示出了可以在所公開的技術(shù)的某些示例中采用的超導(dǎo)“同軸”互連500的橫截面和平面圖。例如，所示的電纜是互連，其可以被封閉在導(dǎo)管內(nèi)并且被諸如液氦等冷卻劑冷卻，或者可以被放置成與熱管或?qū)釒徇B通。[0052]如在圖5A的橫截面中所示，單個(gè)超導(dǎo)體信號(hào)線520被封閉在諸如聚酰亞胺、Kapton、釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)、Ceraflex、氟化乙烯丙烯、特氟隆、聚酯薄膜或陶瓷材料等絕緣體內(nèi)。該示例電纜還包括被封閉在互連500的另一部分中的一對信號(hào)線525、526。該對信號(hào)線可以被設(shè)置為在該對信號(hào)線上傳送差分信號(hào)。互連500包括位于信號(hào)線520、525和526上方和下方的平面層530和535。這些平面層通過一系列屏蔽通孔(例如，屏蔽通孔540、541和542)連接，這些屏蔽通孔可以提供到互連500組件的電連接和機(jī)械剛度。[0053]圖5A的橫截面用虛線550表示。如圖5B的平面圖所示，提供了多個(gè)附加屏蔽通孔，屏蔽通孔可以用于屏蔽位于平面層530下方的信號(hào)線(例如，信號(hào)線520與差分對525和526之間)(如虛線所示)之間的電磁和干擾。通孔可以由任何合適的導(dǎo)體制成，例如，包括銅、[0054]VII.示例多分支互連和導(dǎo)熱帶[0055]圖6A是示出可以在所公開的技術(shù)的替代示例中采用的用于使用導(dǎo)熱帶來冷卻多分支互連610的示例系統(tǒng)的示圖600。在其他示例中，可以使用熱管來代替或補(bǔ)充導(dǎo)熱帶。[0056]如圖6A所示，一個(gè)或多個(gè)超導(dǎo)信號(hào)線620、621和622被設(shè)置在絕緣基板630之上。絕緣基板又被設(shè)置在互連610的與信號(hào)線620相反的一側(cè)的平面超導(dǎo)體或?qū)w材料層之上。多個(gè)導(dǎo)熱帶(例如，帶640、641、642和643)例如通過被設(shè)置為與平面層接觸而放置成與平面層熱連通。帶的遠(yuǎn)端耦合到被保持在低溫下的冷卻板。來自互連610的熱量經(jīng)由帶傳遞到冷卻板650。在一些示例中，導(dǎo)熱帶包括設(shè)置在其互連耦合的絕緣體部分上的導(dǎo)體層。在一些示Kapton、釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)、Ceraflex、氟化乙烯丙烯、聚四氟乙烯、聚酯薄膜或陶瓷材[0057]圖6B是多分支互連610在圖6A的虛線670處的截面圖680。如圖所示，與信號(hào)線620相對的一側(cè)的平面層被放置成與導(dǎo)熱帶640接觸。熱管的遠(yuǎn)端被夾持在冷卻板650中。冷卻板650被配置為將導(dǎo)熱帶冷卻到低于邏輯器件660和/或665工作溫度的溫度。[0058]VIII.超導(dǎo)材料的示例性能[0059]圖8是示出可以在所公開的技術(shù)的某些示例中觀察到的超導(dǎo)傳輸線中的損耗隨頻率和溫度的變化的圖800。損耗通過將傳輸線配置為諧振器來測量，其中線的兩端開路并且11與網(wǎng)絡(luò)分析器弱耦合。例如，第一數(shù)據(jù)序列710示出了在整個(gè)頻率范圍內(nèi)在4.2K下的超導(dǎo)傳輸線的損耗。第二序列720和第三序列730示出了在3.6K和3K下的損耗。第四序列740和第五序列750示出了在1.2K和20mK下的損耗。在每個(gè)諧振頻率下測量諧振器的品質(zhì)因數(shù)(“Q”)。諧振器中的損耗與Q的倒數(shù)(1/Q)成比例，并且針對幾種不同的溫度作圖。如圖800所示，很明顯，冷卻到4.2K以下會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗顯著降低，并且這些降低在較高頻率下更為明顯。[0060]IX.冷卻超導(dǎo)互連的示例方法[0061]圖8是概述可以在所公開的技術(shù)的某些示例中執(zhí)行的在超導(dǎo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中提供互連的示例方法的流程圖800。例如，上述裝置(包括具有被配置為接收冷卻劑的導(dǎo)管、導(dǎo)熱帶或熱管的裝置)可以用于實(shí)現(xiàn)所示方法。[0062]在過程框810,將諸如電纜等超導(dǎo)互連耦合到第一組超導(dǎo)邏輯器件和第二組超導(dǎo)邏輯器件。例如，可以耦合諸如以上討論的柔性或剛性超導(dǎo)電纜。在一些示例中，使用夾具或其他合適的連接技術(shù)將包括設(shè)置在表面上的至少一個(gè)超導(dǎo)體帶狀線的聚酰胺電纜耦合到超導(dǎo)邏輯器件。在一些示例中，導(dǎo)體層也可以設(shè)置在超導(dǎo)電纜的至少一部分上。[0063]在過程框820處，將第一組超導(dǎo)邏輯器件和/或第二組超導(dǎo)邏輯器件冷卻到第一溫度。例如，可以使用諸如稀釋制冷機(jī)等冷凍恒溫器或其他制冷技術(shù)將超導(dǎo)邏輯器件冷卻到選定溫度。[0064]在過程框830處，將在過程框810處耦合的超導(dǎo)互連或電纜冷卻到低于冷卻超導(dǎo)邏輯器件的第一溫度的第二溫度。例如，可以將超導(dǎo)邏輯器件冷卻到約4K,并且可以將超導(dǎo)電纜或互連冷卻到K以下。在一些示例中，第二溫度比第一溫度低至少25%,例如以開氏度為單位進(jìn)行測量。在一些示例中，通過提供基本密封的導(dǎo)管、導(dǎo)熱帶或熱管以及與超導(dǎo)電纜的熱連通來冷卻超導(dǎo)電纜。[0065]X.通過導(dǎo)管冷卻互連的示例方法[0066]圖9是概述可以在所公開的技術(shù)的某些示例中執(zhí)行的冷卻耦合到超導(dǎo)邏輯器件的導(dǎo)管的示例方法的流程圖900。例如，以上討論的密封導(dǎo)管可以用于執(zhí)行所示方法。[0067]在過程框910處，提供導(dǎo)管，該導(dǎo)管封閉耦合到一組或多組超導(dǎo)邏輯器件的超導(dǎo)電纜的至少一部分。導(dǎo)管可以是氣密的或嚴(yán)密密封的，以便封閉提供給導(dǎo)管內(nèi)部的冷卻液或氣體。導(dǎo)管可以具有一個(gè)或多個(gè)入口閥(例如，耦合到焦耳湯姆森閥的入口閥)和一個(gè)或多個(gè)出口。因此，冷卻劑可以循環(huán)到冰箱以提供封閉在導(dǎo)管內(nèi)的互連的冷卻。[0068]在過程框920,在低于與互連耦合到的超導(dǎo)邏輯器件的溫度的溫度下將冷卻劑提供到導(dǎo)管中。例如，可以經(jīng)由焦耳湯姆森閥將氦蒸氣流提供到導(dǎo)管中。此外，可以經(jīng)由排氣閥將氦蒸氣流從導(dǎo)管中提供出去以進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。在一些示例中，將液相氦提供給封閉超導(dǎo)互連的至少一部分的導(dǎo)管。提供冷卻劑的溫度低于各組超導(dǎo)邏輯器件中的至少一個(gè)?；蚱渌线m的溫度下提供冷卻劑。溫度和冷卻劑的選擇可以根據(jù)封閉互連的電氣特性進(jìn)行選擇。在一些示例中，期望選擇冷卻劑和性質(zhì)，以使得經(jīng)由互連傳輸?shù)男盘?hào)的衰減保持在20%以下或10%以下。[0069]在過程框930,將經(jīng)由導(dǎo)管排氣口接收的排氣冷卻劑制冷到一定溫度，以使得其可以被重新引入導(dǎo)管中。[0070]XI.所公開的技術(shù)的其他示例[0071]根據(jù)以上示例，公開了所公開的技術(shù)的其他[0072]在所公開的技術(shù)的一些示例中，一種在超導(dǎo)計(jì)算系統(tǒng)中提供互連的方法包括將超導(dǎo)電纜耦合到第一組基于超導(dǎo)邏輯的器件和第二組基于超導(dǎo)邏輯的器件，將第一組基于超導(dǎo)邏輯的器件、第二組基于超導(dǎo)邏輯的器件或第一組基于超導(dǎo)邏輯的器件和第二組基于超導(dǎo)邏輯的器件冷卻到第一溫度，以及將超導(dǎo)電纜冷卻到低于第一溫度的第二溫度。在一些示例中，第一溫度為約4開氏度(K),并且第二溫度在2開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約4.2開氏度(K),第二溫度在3開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約3.6開氏度(K),第二溫度在1.2開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約4開氏度(K),并且第二溫度在20氏度。在一些示例中，第二溫度以開氏度為單位比第一溫度小至少25%。在一些示例中，第二溫度以開氏度為單位比第一溫度小至少50%。在一些示例中，第二溫度以開氏度為單位比第一溫度小至少75%。[0073]在一些示例中，該方法還包括提供封閉超導(dǎo)電纜的至少一部分的嚴(yán)密密封導(dǎo)管，并且經(jīng)由焦耳湯姆森閥向?qū)Ч苤刑峁┖ふ魵饬鳌Ｔ谝恍┦纠?，該方法還包括經(jīng)由排氣閥將氦蒸氣流從導(dǎo)管中提供出去。在一些示例中，提供液氦以冷卻超導(dǎo)電纜。在一些示例中，根據(jù)互連中使用的超導(dǎo)體的特性，將具有較高沸點(diǎn)的氣體提供到導(dǎo)管中。在一些示例中，該方法還包括制冷從導(dǎo)管中出來的氦蒸氣流的至少一部分，并且經(jīng)由焦耳湯姆森閥將所制冷的蒸氣提供到導(dǎo)管中。在一些示例中，該方法還包括除了或代替向超導(dǎo)互連提供冷卻蒸氣或液體，提供與超導(dǎo)電纜熱連通的熱管或?qū)釒?。[0074]在一些示例中，超導(dǎo)電纜包括至少一個(gè)超導(dǎo)信號(hào)線和至少一個(gè)導(dǎo)體平面，并且冷卻超導(dǎo)電纜包括提供與至少一個(gè)導(dǎo)體平面熱連通的至少一個(gè)冷卻板。在一些示例中，冷卻超導(dǎo)電纜包括向封閉超導(dǎo)電纜的至少一部分的嚴(yán)密密封歧管提供液相或氣相氦。在一些示例中，兩組超導(dǎo)邏輯器件位于兩個(gè)不同的基板上。在一些示例中，兩組超導(dǎo)邏輯器件位于兩個(gè)單獨(dú)的殼體內(nèi)。在一些示例中，兩組超導(dǎo)邏輯器件由同一冷凍冷卻器冷卻，而在其他示例[0075]在該方法的一些示例中，除了或代替提供冷卻的液氦或氣態(tài)氦的閥，還提供了熱管或?qū)釒?。熱管或?qū)釒г诶鋮s裝置與至少一個(gè)互連之間提供熱連通。在一些示例中，熱管或?qū)釒ОㄔO(shè)置在互連耦合的絕緣體部分上的導(dǎo)體層。在一些示例中，導(dǎo)體層是金屬。陶瓷材料中的至少一種。在一些示例中，超導(dǎo)互連耦合包括至少一個(gè)信號(hào)線，該信號(hào)線包括鈮、氮化鉬或鈮鈦氮化物中的至少一種。[0076]在所公開的技術(shù)的一些示例中，一種裝置包括適于密封超導(dǎo)互連的至少一部分的可密封導(dǎo)管，導(dǎo)管還適于接收液體或氣體冷卻劑以冷凍超導(dǎo)互連，導(dǎo)管還適于將超導(dǎo)互連耦合到一個(gè)或多個(gè)超導(dǎo)邏輯器件。在一些示例中，該裝置包括至少一個(gè)焦耳湯姆森閥，該至少一個(gè)焦耳湯姆森閥耦合到導(dǎo)管并且適于向?qū)Ч艿膬?nèi)部提供氣體冷卻劑。在一些示例中，該裝置包括排氣口，該排氣口耦合到導(dǎo)管并且適于從導(dǎo)管的內(nèi)部接收氣體冷卻劑。在一些示例中，該裝置適于接收氦氣或液體作為冷卻劑。在一些示例中，第一溫度為約4開氏度(K),第二溫度在2開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約4.2開氏度(K),第二溫度在3開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約3.6開氏度(K),第二溫度在1.2開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約4開氏度(K),并且第二溫度在20開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為單位比第一溫度小至少25%。在一些示例中，第二溫度以開氏度為單位比第一溫度小至少50%。在一些示例中，第二溫度以開氏度為單位比第一溫度小至少75%。在一些示例中，根據(jù)互連中使用的超導(dǎo)體的特性，將沸點(diǎn)高于氦氣的氣體提供到導(dǎo)管中。[0077]在一些示例中，該裝置包括超導(dǎo)互連，該超導(dǎo)互連包括至少一個(gè)信號(hào)線，該信號(hào)線包括設(shè)置在絕緣體之上的超導(dǎo)材料。在一些示例中，該裝置還包括至少一個(gè)閥，該至少一個(gè)閥耦合到導(dǎo)管并且適于將液態(tài)冷卻劑提供到導(dǎo)管的內(nèi)部，并且該裝置還包括排氣口，該排氣口耦合到導(dǎo)管并且適于接收氣態(tài)或液體形式的液體冷卻劑。在一些示例中，排氣口耦合到冷凍冷卻器，該冷凍冷卻器可以重新將冷卻劑致冷并且使其再循環(huán)回到裝置閥。在一些示例中，超導(dǎo)互連包括聚酰亞胺電纜，該聚酰亞胺電纜包括設(shè)置在電纜的表面上的至少一個(gè)超導(dǎo)體帶狀線，該聚酰亞胺電纜形成超導(dǎo)互連的一部分。在一些示例中，該裝置還包括閥，該閥耦合到導(dǎo)管并且適于接收以第一溫度和第一壓力提供的氣體冷卻劑，該閥還適于在低于第一壓力的壓力和低于第一溫度的第二溫度下將氣體冷卻劑提供到導(dǎo)管的內(nèi)部。在一些示例中，該裝置適于接收氦氣或液體作為冷卻劑。在一些示例中，第一溫度為約4開氏度(K),第二溫度在2開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約4.2開氏度(K),第二溫度在3開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約3.6開氏度(K),第二溫度在1.2開氏度以下。在一些示例中，第一溫度為約4開氏度(K),并且第二溫度在20開氏度以下。在一些示例中，第一氏度為單位比第一溫度小至少25%。在一些示例中，第二溫度以開氏度為單位比第一溫度小至少50%。在一些示例中，第二溫度以開氏度為單位比第一溫度小至少75%。在一些示例中，根據(jù)互連中使用的超導(dǎo)體的特性，將沸點(diǎn)高于氦氣的氣體提供到導(dǎo)管中。在一些示例中，除了或代替提供冷卻的液態(tài)氦氣或氣態(tài)氦氣的閥，該裝置還包括熱管或?qū)釒?。熱管或?qū)釒г诶鋮s裝置與至少一個(gè)互連之間提供熱連通。在一些示例中，熱管或?qū)釒ОㄔO(shè)置在互連耦合的絕緣體部分上的導(dǎo)體層。在一些示