具体实施方式

以下详细说明仅是说明性的并且不旨在限制本发明实施例和/或其应用或用途。此外，没有意图被在前面的背景技术或发明内容部分中或在具体实施方式部分中给出的任何明示或暗示的信息所约束。

现在参考附图来描述本发明的一个或多个实施例，其中，贯穿全文，相同的附图标记用于指代相同的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本发明实施例的更透彻的理解。然而，显而易见的是，在不同情况下，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。

由于涉及电路，并且更具体地涉及量子电路，如果将一个JRM耦合到两个超导微波谐振器，则在耦合到JRM的差模的选择方面存在限制。例如，与将JRM耦合到低频传输线谐振器相关联的问题是器件占用了大面积。由本文所讨论的超导器件、超导电路和方法提供的解决方案是使用两个超导SAW谐振器。与超导波谐振器相比，超导SAW谐振器紧凑，因此，减小了超导器件的尺寸。

与现有技术的超导器件(例如，使用两个超导微波谐振器的器件)相关的另一个问题在于，现有技术的超导器件被限制在5千兆赫(GHz)和15GHz之间的混合频率。本文讨论的各种超导器件、电路和方法通过使用超导SAW谐振器提供了对该问题的解决方案，这些超导SAW谐振器实现了在低微波频率(例如，大约0.1GHz至大约4GHz)之间无耗散的三波混频和放大。使用传输线谐振器或使用现有技术超导器件所提供的集总元件无法在这些低微波频率下操作。

鉴于现有技术超导器件的上述问题，可以实施本文提供的各个方面来以超导器件、超导电路、以及制造它们的方法的形式产生对这些问题的一个或多个解决方案。与传统技术相比，此类器件、电路和方法可以具有减小的尺寸和低损耗谐振器的优点。

根据一些实施例，所述器件可用作表面声波(声子)的约瑟夫逊混频器、两个表面声波之间的无损频率转换器、表面声波的非退化参数约瑟夫逊放大器，和/或两个声子模式的缠结器(例如，产生两个声子模式之间的缠结)。

图1是包括第一超导SAW谐振器102、第二超导SAW谐振器104和JRM 106的电路100的框图。

在包括超导量子位空间的一块量子硬件中，在量子硬件上实现门操作或测量的机制是通过第一超导SAW谐振器102和/或第二超导SAW谐振器104产生微波信号或接收微波信号。如本文所述，根据一些实施例，电路100可以用作表面声波(声子)之间的约瑟夫逊混频器、用作两个表面声波之间的无损频率转换器、用作表面声波的非退化参数约瑟夫逊放大器、和/或用作两个声子模式的缠结器。

SAW谐振器是用于声子的机电谐振器，其可在大约0.5GHz到5GHz的微波频率下谐振。SAW谐振器(或SAW滤波器)在许多电信应用(例如，移动电话)中使用。SAW谐振器还可用于如本文所述的微波领域中的量子计算应用和量子电路。进一步，表面声波谐振器可以具有高内部质量(Q)因子，其可超过10⁵。因此，SAW谐振器可以具有非常低的损耗。此外，SAW谐振器非常紧凑。例如，表面声共振波长非常短(例如，小于1微米或＜1μm)。

第一超导SAW谐振器102可以包括第一谐振频率，第二超导SAW谐振器104可以包括第二谐振频率。进一步地，第一超导SAW谐振器102和第二超导SAW谐振器104可以实现在相应的低损耗压电电介质基板上。低损耗压电电介质基板可以包括选自包括石英、砷化镓、铌酸锂和/或氧化锌等的材料组的材料。

JRM 106是可以基于约瑟夫逊隧道结的器件。例如，JRM 106可以包括按惠斯通电桥配置设置的约瑟夫逊结。约瑟夫逊结可以包括选自包括铝和铌的一组材料中的一种材料。此外，JRM 106可以在微波状态下进行非退化混频，而不造成损失。根据一些实施方式，JRM 106可为色散非线性三波混频元件。

JRM 106可支持两种差模和两种共模(其中一种模式处于零频率，因此不适用于本文所述的一个或多个实施例)。通过将JRM 106耦合到合适的电磁环境(其支持两种差分微波模式)，电路100可以用于执行各种量子处理操作，例如微波域中的无损频率转换，量子极限处的参数放大(例如，微波域中量子信号的放大)，和/或双模挤压的产生。

这些约瑟夫逊结被示出为第一约瑟夫逊结108、第二约瑟夫逊结110、第三约瑟夫逊结112和第四约瑟夫逊结114。这些约瑟夫逊结可以形成为环路。进一步，这些约瑟夫逊结可以用于进行如本文所述的混频。

JRM 106还可包含四个附加结(在环路内部)，根据一些实施例，它们可以是分流结。这四个附加结被标记为第一内部结116、第二内部结118、第三内部结120和第四内部结122。这四个内部结可以促进电路100的频率的调谐。可通过施加外部磁通量来获得可调谐性。在这种配置中，这四个内部结(它们大于外环上的结)可以用作将外部约瑟夫逊结分流的线性电感器。通过将外部通量穿过内部回路，JRM 106的总电感可以改变，这可以导致耦合到JRM 106的谐振器的谐振频率的改变。

此外，JRM 106的配置定义了外部结点相遇的点或节点。因而，可以有在JRM 106底部的第一节点124；JRM 106右侧的第二节点126；JRM 106顶部的第三节点128；以及JRM 106左侧的第四节点130。注意，术语底部、右侧、顶部和左侧是为了相对于附图解释所公开的各方面的目的，并且所公开的各方面不限于JRM 106和/或电路100及其相关联的电路的任何特定平面或方向。

可以用这四个节点来定义电路100所托管的差模和共模。这些模式可以是正交的并且彼此不重叠。进一步，如图所示，节点可以是物理正交的。例如，第一节点124和第三节点128彼此垂直，并且第二节点126和第四节点130彼此水平。

可以用这些节点来将JRM 106耦合到第一超导SAW谐振器102和第二超导SAW谐振器104。例如，可以选择第一组相对节点(例如，第一节点124和第三节点128)以便将JRM 106可操作地耦合到第一超导SAW谐振器102。第一节点124可以经由第一超导线132(或第一引线)耦合到第一超导SAW谐振器102，并且第三节点128可以经由第二超导线134(或第二引线)耦合到第一超导SAW谐振器102。

可以选择第二组相对节点(例如，第二节点126和第四节点130)以便将JRM 106可操作地耦合到第二超导SAW谐振器104。例如，第二节点126可以通过第三超导线136(或第三引线)耦合到第二超导SAW谐振器104，并且第四节点130可以通过第四超导线138(或第四引线)耦合到第二超导SAW谐振器104。

如图所示，第一超导线132和第二超导线134可以在第一超导SAW谐振器102的不同位置耦合到第一超导SAW谐振器102。进一步地，第三超导线136和第四超导线138可以在第二超导SAW谐振器104的不同位置耦合到第二超导SAW谐振器104。下文将参见图3提供与耦合位置相关的进一步细节。

第一超导SAW谐振器102、第二超导SAW谐振器104和JRM 106是频率转换器/混频器/放大器/缠结器器件的部分。该器件可以从连接到该器件的SAW端口(例如，惰轮端口)和/或SAW端口(例如，信号端口)上的其他量子器件接收在微波频率下的外部微波光子或声子。

按照本文所述的一个或多个实施例，电路100以及本文所述的其他方面可以在促进量子信息的操作的器件中使用。本文中解释的器件(例如，电路100等)、系统、装置或过程的各方面可以构成体现在机器内(例如，体现在与一个或多个机器相关联的一个或多个计算机可读介质)的机器可执行组件。当由一个或多个机器(例如，计算机、计算设备、虚拟机等)执行时，此类组件可以致使机器执行所述的操作。

在不同实施例中，该器件可以是包括处理器和/或能够与有线和/或无线网络有效和/或可操作地通信的任何类型的组件、机器、系统、装置、设施、设备和/或仪器。可以包含该器件的组件、机器、装置、系统、设备、设施和/或手段可以包括平板计算设备、手持式设备、服务器类计算机和/或数据库、膝上型计算机、笔记本计算机、台式计算机，蜂窝电话、智能电话、消费设备和/或仪器、工业和/或商业设备、手持式设备，数字助理、多媒体因特网电话、多媒体播放器，等等。

在不同实施例中，该器件可以是与多种技术相关联的量子计算器件或量子计算系统，这些技术例如但不限于：量子电路、量子处理器、量子计算、人工智能、医学和材料、供应链和物流、金融服务、和/或其他数字技术。电路100可以采用硬件和/或软件来解决本质上是高度技术性的、不是抽象的并且不能以人类智力活动来执行的问题。进一步，在某些实施例中，所执行的处理中的一些可以由一个或多个专用计算机(例如，一个或多个专用处理单元、具有量子计算组件的专用计算机等)执行以执行与机器学习相关的既定任务。

可以用器件和/或器件的组件来解决通过上述技术、计算机架构等的进步而出现的新问题。该器件的一个或多个实施例可以为量子计算、量子电路、量子处理器、人工智能和/或其他系统提供技术改进。电路100的一个或多个实施例还可以通过改进处理性能、处理效率、处理特性、时序特性、和/或功率效率，对量子处理器(例如，超导量子处理器)提供技术改进。

图2是包括两个超导SAW谐振器的电路200的框图。

第一超导SAW谐振器102可以包括第一超导金属/介质镜(例如，第一布拉格镜202)和第二超导金属/介质镜(例如，第二布拉格镜204)。第一布拉格镜202可以与第二布拉格镜204分开一定距离，该距离是由第一超导SAW谐振器102支持的半波长的奇数整数倍。布拉格镜包括定位在彼此限定距离处的金属指状体和电介质间隙的相应周期结构。

根据一些实施方式，第一超导SAW谐振器102可以附接到(例如，实现在)低损耗压电电介质基板(未示出)。低损耗压电电介质基板可以包括选自一组材料的材料，该组材料包括石英、砷化镓、铌酸锂和氧化锌中的一种或多种，或者类似的材料。

进一步地，第一IDC器件206和第二IDC器件208可以包括在第一超导SAW谐振器102中。第一IDC器件206可以耦合在第一超导SAW谐振器102和JRM 106之间。第二IDC器件208可以耦合在第一超导SAW谐振器102和外部端口(例如，信号端口210)之间。

例如，第一IDC器件206可以位于第一超导SAW谐振器102的中心。JRM 106的第一组相对节点可以连接到第一IDC器件206的相对节点。例如，JRM 106的第一节点124可以连接到第一IDC器件206的第一侧(例如，通过第一超导线132)。此外，JRM 106的第三节点128可以连接到第一IDC器件206的第二侧(例如，通过第二超导线134)。

第二超导SAW谐振器104可以包括一个第一超导金属/介质镜(例如，示出为一个第三布拉格镜212)和一个第二超导金属/介质镜(例如，示出为一个第四布拉格镜214)。第三布拉格镜212可以与第四布拉格镜214分开一定距离，该距离是由第二超导SAW谐振器104支持的半波长的奇数整数倍。布拉格镜包括定位在彼此限定距离处的金属指状体和电介质间隙的相应周期结构。

根据某些实现方式，第二超导SAW谐振器104可以附接到(例如，实现在)低损耗压电电介质基板(未示出)上。低损耗压电电介质基板可以包括选自一组材料的材料，该组材料包括石英、砷化镓、铌酸锂和氧化锌中的一种或多种，或者类似的材料。

此外，第二超导SAW谐振器104可以包括第三IDC器件216和第四IDC器件218。第三IDC器件216可以耦合在第二超导SAW谐振器104和JRM 106之间。第四IDC器件218可以耦合在第二超导SAW谐振器104和外部端口(例如，惰轮端口220)之间。

例如，第三IDC器件216可以位于第二超导SAW谐振器104的中心。JRM 106的第二组相对节点可以连接到第三IDC器件216的相对节点。例如，JRM 106的第二节点126可以连接到第三IDC器件216的第一侧(例如，通过第三超导线136)。此外，JRM 106的第四节点130可以连接到第三IDC器件216的第二侧(例如，通过第四超导线138)。

电路100还可以包括通过第二IDC器件208耦合到第一超导SAW谐振器102的第一外部馈线222。第一外部馈线222可以连接到信号端口210(例如，射频(rf)源)。第一外部馈线222可以承载第一超导SAW谐振器102的一个或多个输入信号和一个或多个输出信号。

第二外部馈线224可以通过第四IDC器件218耦合到第二超导SAW谐振器104。第二外部馈送线224可以连接到惰轮端口220。第二外部馈线224可以承载第二超导SAW谐振器104的一个或多个输入信号和一个或多个输出信号。

进一步，JRM 106可以操作性地连接到泵端口226(例如，通过耦合到第一超导线132和第二超导线134或其他导线)。泵端口226可连接至微波源。泵端口226可以为电路100的操作供应所需的能量。例如，在泵浦功率从泵端口226提供给JRM 106时或之后，第一超导SAW谐振器102和第二超导SAW谐振器104可以通过JRM 106电连接。然而，当没有通过泵端口226供电(例如，电源断开)时，第一超导SAW谐振器102和第二超导SAW谐振器104可以彼此电绝缘。

为了放大，理想地，将有微波信号在与惰轮端口220连接的惰轮传输线(例如，第二外部馈线224)上传播。在一个示例中，假设微波信号较弱，携带一些有价值的量子信息。该信息进入电路100并且有一个泵音调被馈送到该器件(例如，通过泵端口226)，该泵音调可以在惰轮模式与由第一超导SAW谐振器102支持的信号模式之间产生参数放大。在该示例中，并非在信号端口210和惰轮端口220两者处都需要输入信号。相反，仅在一个端口上需要信号，而量子噪声可以通过另一个端口进入。携带量子信息和量子噪声的确定性信号可以由该器件通过泵驱动进行混频并且在离开该器件时放大。因此，承载信息的信号可以来自信号端口210或惰轮端口220，或者可以具有基本上同时进入两个端口的两个承载信息的信号。为了简单起见，假设信号通过一个端口进入电路100，另一个端口仅接收量子噪声。在这种情况下，通过与泵(例如，泵端口226)和JRM 106的交互，在共模(泵)和两个差模(惰轮和信号)之间发生三波混频。如果泵频率是信号与惰轮谐振频率之和，则该器件用作在量子极限附近操作的保相参数放大器。从信号端口210和惰轮端口220离开的相应输出信号可以是进入两个端口的输入信号的放大叠加。

根据某些实现方式，可以通过一个或多个外部超导磁性线圈来感应穿过JRM 106的磁通量。例如，可以用附接到器件封装上的多个外部超导磁性线圈或用片上通量线来感应穿过JRM 106的磁通量。

更详细地，图3是包括耦合到JRM的SAW谐振器的超导器件的电路300的示意图。

应注意，为了简单起见，在图3中未标记JRM 106的约瑟夫逊结和四个内部结。然而，为了说明的目的，结的元件编号与图1和图2的标记相同。另外，根据一些实施例，电路300及其相关联的组件可以在单个芯片上实现。

如所提到的，JRM 106的节点可以包括第一组相对节点，它们可以被定向在彼此的垂直方向上。例如，第一组相对节点可以包括第一节点124和第三节点128，它们可以将JRM106操作性地耦合到第一超导SAW谐振器102(例如，通过第一超导线132和第二超导线134)。进一步，JRM 106的节点可以包括第二组相对节点，它们可以以水平方式定向。例如，第二组相对节点可以包括第二节点126和第四节点130，它们可以将JRM 106操作性地耦合到第二超导SAW谐振器104(例如，通过第三超导线136和第四超导线138)。应注意，虽然相对于水平方向和/或垂直方向进行了图示和描述，但所公开的方面不限于此定向，且可利用其他定向。

第一组相对节点(例如，第一节点124和第三节点128)可以耦合到第一超导SAW谐振器102的第一IDC器件206的相对电极，从而产生第一正交模式。例如，JRM 106的第一节点124可以耦合到在302处所示的、第一IDC器件206的第一电极(例如，通过第一超导线132)。此外，JRM 106的第三节点128可以被耦合到在304处所示的、第一IDC器件206的第二电极(例如，通过第二超导线134)。第一IDC器件206可以位于第一超导SAW谐振器102的中心。

第二组相对节点(例如，第二节点126和第四节点130)可以耦合到第二超导SAW谐振器104的第三IDC器件216的相对电极，从而产生第二正交模式。例如，JRM 106的第二节点126可以耦合到在306处所示的、第三IDC器件216的第一电极(例如，通过第三超导线136)。进一步，JRM 106的第四节点130可以耦合到在308处所示的、第三IDC器件216的第二电极(例如，通过第四超导线138)。第三IDC器件216可以位于第二超导SAW谐振器104的中心。

如图所示，第一超导SAW谐振器102可以包括第一IDC器件206、第二IDC器件208和一组金属/电介质镜(例如，第一布拉格镜202和第二布拉格镜204)。第一超导SAW谐振器102的组件可以在压电基板上实现。例如，压电基板可以包括石英、砷化镓、铌酸锂、氧化锌和/或类似材料中的一种或多种。

以类似的方式，第二超导SAW谐振器104可以包括第三IDC器件216、第四IDC器件218和一组金属/介质镜(例如，第三布拉格镜212和第四布拉格镜214)。第二超导SAW谐振器104的组件也可在压电基板上实现。

可以利用不同的端口来访问第一超导SAW谐振器102和第二超导SAW谐振器104。例如，可以用信号端口210来访问第一超导SAW谐振器102，可以用惰轮端口220来访问第二超导SAW谐振器104。

可以用信号端口210来承载输入信号和输出信号。因此，为了测量来自第一超导SAW谐振器102的输出信号，可以在第一布拉格镜202和第二布拉格镜204之间放置一个IDC(例如，第二IDC器件208)。一组连接在一起的IDC指状体位于所支持的声子模式的rf电压反节点(最大值/最小值)处。因此，指状体之间的间距可以由第一超导SAW谐振器102所支持的波长来确定。

IDC的两个连续指状体的中心之间的距离一般可以表示为λ_a/2。根据实现方式，IDC的相应两组指状体可以具有相反的极性。进一步，可以如线条312所示的那样，将第一布拉格镜202和第二布拉格镜204彼此分开一段距离，该距离是第一超导SAW谐振器102所支持的半波长的奇数整数倍。所定义的距离可以表示为L_a，其中，L_a是λ_a/2的奇数整数倍。

惰轮端口220可用于承载输入信号和输出信号。因此，为了测量来自第二超导SAW谐振器104的输出信号，可以在第三布拉格镜212与第四布拉格镜214之间放置一个IDC(例如，第四IDC器件218)。一组连接在一起的IDC指状体位于所支持的声子模式的rf电压反节点(最大值/最小值)处。因此，指状体之间的间距可以由第二超导SAW谐振器104所支持的波长来确定。

IDC的两个连续指状体的中心之间的距离一般可以表示为λ_b/2。根据实现方式，IDC的相应两组指状体可以具有相反的极性。进一步，可以将第三布拉格镜212和第四布拉格镜214可以彼此分离，如线314所示的那样，相隔的距离是第二超导SAW谐振器104所支持的半波长的奇数整数倍。所定义的距离可以表示为L_b，其中L_b是λ_b/2的奇数整数倍。其中，λ_b＜λ_a。

微波音调的特征在于具有最大振幅和最小振幅的波。最小振幅应耦合到第一IDC器件206的一个指状体(例如，在302或304处指示的)，最大振幅应耦合到另一指状体(例如，在304或302处指示的)，其中两个指状体连接到JRM 106的相对节点(例如，第一节点124和第三节点128)。因此，可以选择距离λ_a/2以促进第一指状体上的最大值和另一指状体上的最小值。

以类似方式，最小振幅应耦合到第三IDC器件216的一个指状体(例如，在306或308处指示的)，最大振幅应耦合到另一指状体(例如，在308或306处指示的)，其中两个指状体连接到JRM 106的相对节点(例如，第二节点126和第四节点130)。因此，可以选择距离λ_b/2以促进第一指状体上的最大值和另一指状体上的最小值。

此外，为了说明的目的，最大振幅具有正号(或正值)，最小振幅具有负号(或负值)。因此，JRM 106的两个相对节点可由正的(在第一指状体上)和负的rf电压(在第二指状体上)激发。这些信号可随时间交替。然而，在任何给定时间，它们应该彼此相对。当极性不同时，可以称为差模(其中差表示相反的符号)。因而，JRM 106的第一差模由第一超导SAW谐振器102支持，JRM 106的第二差模由第二超导SAW谐振器104支持。

此外，为了执行混频或放大，供应微波能量以用于器件操作。用于混频和/或放大的能量源通过泵端口226供应。泵端口226可以提供微波信号，该微波信号可以是强的、相干的、非谐振的微波音调，该微波音调可以为电路100提供操作的能量。根据一些实施方式，由泵端口226供应的微波信号可以包括满足基于电路100中发生的三波混频的能量守恒定而确定的限定公式的频率。

在由器件执行的放大的实例中，第一信号f_a位于第一超导SAW谐振器102的带宽内，第二信号f_b位于第二超导SAW谐振器104的带宽内。进一步，第二信号的频率可以大于第一信号的频率(f_b>f_a)。为了放大这两个信号，通过泵端口226馈送的泵音调的频率应当是第一信号和第二信号之和(例如，f_a+f_b)。电磁信号的能量与其频率成比例。通过将泵(例如，泵端口226)频率取为该和，如果泵与色散非线性介质(例如，JRM 106)交互，那么可能发生其中泵的高能光子分裂成频率f_a的第一组声子和频率f_b的第二组声子的下转换过程。如果频率是该和，则光子可能以这种方式分裂。例如，光子可以分成两半：较低频率f_a的第一半(例如，第一组声子)和较高频率fb的第二半(例如，第二组声子)。因此，由于泵与信号模式和惰轮模式交换能量并且通过该交换在两种模式中产生缠结的声子，所以可以发生放大。在这种情况下，泵频率应等于f_a与f_b之间的差。这里，f_b较大，所以公式可以是f_b减去f_a。

如图所示，第一IDC器件206与第二IDC器件208的间隙大于(例如指状体之间的距离大于)第三IDC器件216和第四IDC器件218的间隙(或距离)。第一超导SAW谐振器102的频率f_a低于第二超导SAW谐振器104的频率f_b。频率与波长之间存在一对一的映射。频率是通过光速或穿过表面的声速相关联的。如果波长(λ)乘以频率f是常数，则它等于光速或介质中的声速。由于乘积是固定的，如果一个增加，则另一个将减少，反之亦然。由此，如果频率降低，则相应的波长将增加，反之亦然。

根据一种实施方式，在混频过程中，处于信号频率的第一SAW谐振器中的声子可以被上变频为处于惰轮频率的第二SAW谐振器中的声子。根据另一实现方式，处于惰轮频率的第二SAW谐振器中的声子可以被下变频为到处于信号频率的第一SAW谐振器中的声子。能量交换由泵驱动赋能(例如，通过泵端口226馈送)。因此，或者吸收泵光子或者发射泵声子以促进该过程。

如果没有泵信号被施加到泵端口226，则第一超导SAW谐振器102和第二超导SAW谐振器104被分离(例如，彼此隔离)，在第一超导SAW谐振器102和第二超导SAW谐振器104之间不发生的信息交换或信息通信。在泵信号被施加到泵端口226时或之后，它激发如图3所示JRM 106的共模，第一超导SAW谐振器102和第二超导SAW谐振器104相互作用并且交换信息。

根据一些实现方式，泵驱动通过180度混频器316的西格玛端口318馈送，该端口电容性耦合至JRM 106的相对节点，后者又激发JRM 106的共模。根据一些实现方式，180度混频器316用作功率分配器。

作为说明而非限制，180度混频器是包括四个端口的无源微波组件。第一端口称作求和端口(例如，西格玛端口318)。如果信号被输入到西格玛端口318，则该信号在两个其他端口(例如，第二端口320和第三端口322)之间平均分配。从第二端口320和第三端口322输出的信号可以具有相同的相位。由此，第一端口被称为西格玛端口318，因为分裂的信号的相位相等。泵驱动(例如，泵端口226)可被馈送通过180度混频器316的西格玛端口318。

第四端口可称作增量端口324(或差端口)。如果通过180度混频器的A端口324(其在图3中以50欧姆终止)注入信号，混频器会将信号分成从两个端口(例如，第二端口320和第三端口322)出来的两个信号，但是分裂的信号具有180度的相位差。例如，如果第一信号在一个端口(例如，第二端口320)处具有最大值，则在另一个端口(例如，第三端口322)处的第二信号具有最小值。

还示出了从第二端口320引出的第一引线326和从第三端口322引出的第二引线328。如上所述，在第二端口320和第三端口322处输出的信号是泵信号的一半并且具有相同的相位。这些信号遇到可以耦合到JRM 106的两个相对节点的小耦合电容器(例如，第一耦合电容器330和第二耦合电容器332)。根据一些实施例，第一耦合电容器330及第二耦合电容器332可以是从包含间隙电容器、叉指式电容器和板电容器的电容器组中选择的相应电容器。由于介电材料与板电容器有关，因此介电材料应在单微波光子水平上的损耗应该非常低。

第一耦合电容器330可以耦合到JRM 106的第一节点124(通过第一IDC器件206)，并且第二耦合电容器332可以耦合到JRM 106的第三节点128。更详细地，第一引线326和第二引线328可以耦合到第一IDC器件206的两组不同的指状体(在第二电极304处的第一触点304处和第三触点334处示出)，这两组不同的指状体耦合到JRM 106的两个相对节点。这种连接使得能够激发JRM 106的共模，其中JRM 106的两个相对节点被激发，不是用相反的rf电压符号，而是用相等的符号。例如，可以用正-正信号或负-负信号来激发两个相对的节点。

第一引线326和第二引线328可以是在180度混频器的端口(例如，第二端口320和第三端口322)与耦合电容器(例如，分别与第一耦合电容器330和第二耦合电容器332)之间的长度应当相等(例如，相位匹配)的连接超导线。类似地，第一超导线132和第二超导线134对以及第三超导线136和第四超导线138对可以是在JRM 106的相对节点与IDC(例如，第一IDC器件206、第三IDC器件216)的电极之间的长度相等(例如，相位匹配)的连接超导线。此外，连接超导线应尽可能短和宽(例如，具有小的串联电感)。

下面提供进一步的技术评论以理解本文公开的各个方面。各种压电基板中的声速可比光速慢若干数量级(例如，约五个数量级，例如10⁵)。

第一超导SAW谐振器102的有效长度可略大于L_a。此外，第二超导SAW谐振器104的有效长度可略大于L_b。之所以长度要略大于L_a和L_b，是因为离开布拉格镜的反射不会发生在反射镜边缘上，而是发生在布拉格镜内部的某个穿透深度内。

第一超导SAW谐振器102和/或第二超导SAW谐振器104的有效长度(L_eff)和压电基板中的声速(v_s)能确定无空腔频谱范围(FSR)：SAW谐振器可以类似于支持多模(谐振)的光子腔。无空腔频谱范围参数能确定由第一超导SAW谐振器102和/或第二超导SAW谐振器104支持的多模之间的频率间隔。

布拉格镜之间的间距越大，L_eff越大，并且因此SAW谐振器模式之间的频率分离越小。在特定带宽内，布拉格镜可以作为反射镜操作。超出其带宽的模式不被SAW谐振器支持，因为它们的声音模式不受限制。

取决于VFSR和布拉格镜的带宽，电路100可在SAW谐振器的单个、几个或许多模式下操作。注意，不是SAW谐振器支持的所有模式都要强耦合到JRM。电路100中的三波混频操作可以用强耦合到JRM的声音模式发生。当模式的反节点与耦合到JRM的IDC指状体对准时，模式强耦合到JRM。

图4是用于制造器件的方法400的流程图。

在402，可以将第一SAW谐振器102耦合到JRM 106。例如，可以第一SAW谐振器耦合到JRM的第一组相对节点(例如，第一节点124和第三节点128)。

方法400还可以包括，在404，将第二超导SAW谐振器104耦合到JRM。可以将第二超导波谐振器耦合到JRM的第一组相对节点(例如，第二节点126和第四节点130)。

JRM可以包括按惠斯通电桥配置设置的约瑟夫逊结。约瑟夫逊结可以包括从包括铝和铌的第一组材料中选择的第一材料。此外，JRM可以是色散非线性三波混频元件。

图5是用于制造包括两个超导SAW谐振器的器件的方法500的流程图。

在502，该方法可以包括形成第一超导SAW谐振器102，包括将第一IDC器件206定位在第一超导SAW谐振器的第一中心。

进一步，在504，该方法可以包括形成第二超导SAW谐振器104，包括将第二IDC器件216定位在第二超导SAW谐振器的第二中心。

在506，方法500可以包括将JRM 106的第一组相对节点(例如，第一节点124和第三节点128)连接到第一IDC器件的相对节点(例如，第一电极302和第二电极304)。

另外，在508，方法500可以包括将JRM的第二组相对节点(例如，第二节点126和第四节点130)连接到第二IDC器件的相对节点(例如，第三电极306和第四电极308)。

图6是用于制造包括泵驱动端口的器件的方法600的流程图。

方法600开始于602，此时可以将第一超导SAW谐振器102耦合到JRM 106。进一步，在604，可以将第二超导SAW谐振器104耦合到JRM。

进一步，在606，可以将第一耦合电容器330通过第一超导线(例如，第一引线326)连接到泵(例如，泵端口226)的第一端口(例如，第二端口320)。此外，在608，该方法可以包括将第二耦合电容器332通过第二超导线连接到泵的第二端口(例如，第三端口322)。根据某些实施方式，第一和第二超导线可以是相位匹配的。

图7是用于制造包括外部馈线的器件的方法700的流程图。

方法700开始于702，可以将第一超导SAW谐振器102耦合到JRM 106。第一超导SAW谐振器可以在低损耗压电电介质基板上实现。

进一步，在704，可以将第二超导SAW谐振器104耦合到JRM。第二超导SAW谐振器也可以在低损耗压电电介质基板上实现。

在方法700的706，可以将第一外部馈线222通过第一IDC器件208耦合到第一超导SAW谐振器。第一外部馈线可以承载第一超导SAW谐振器的第一输入信号和第一输出信号。

在708，可以将第二外部馈线224通过第二IDC器件218耦合到第二超导SAW谐振器。第二外部馈线可以承载第二超导SAW谐振器的第二输入信号和第二输出信号。

图8是用于制造超导量子器件的方法800的流程图。

在方法800的802，可以形成第一超导SAW谐振器102。第一超导SAW谐振器可以包括位于第一超导SAW谐振器的第一中心的第一IDC器件206。

在804，可以形成第二超导SAW谐振器104。第二超导SAW谐振器可以包括位于第二超导SAW谐振器的第二中心的第二IDC器件216。

进一步，在806，可以将JRM 106耦合到第一超导SAW谐振器和第二超导SAW谐振器。JRM的第一组相对节点(例如，第一节点124和第三节点128)可以连接到第一IDC器件的相对节点。JRM的第二组相对节点(例如，第二节点126和第四节点130)可以连接到第二IDC器件的相对节点。

图9是用于制造包括外部馈线的超导量子器件的方法900的流程图。

在902，可以形成包括第一低损耗压电电介质基板的第一超导SAW谐振器102。形成第一SAW谐振器可以包括，在904，将第一超导布拉格镜202与第二超导布拉格镜204相隔第一距离。

在906，可以将第一IDC器件206置于第一SAW谐振器的第一中心。JRM的第一组相对节点(例如，第一节点124和第三节点128)可以连接到第一IDC器件的相对节点(例如，第一电极302和第二电极304)。

在908，可以形成包括第二低损耗压电电介质基板的第二超导SAW谐振器104。可以将第一SAW谐振器与第二SAW谐振器在空间上和光谱上分离。形成第二SAW谐振器可以包括，在910，将第三超导布拉格镜212与第四超导布拉格镜214相隔第二距离。

在912，可以将第二IDC器件216置于第二SAW谐振器的第二中心。JRM的第二组相对节点(例如，第二节点126和第四节点130)可以连接到第二IDC器件的相对节点(例如，第三电极306和第四电极308)。

在914处，可以将泵端口226耦合到JRM。泵驱动通过泵端口注入到JRM。在一个实例中，可以将第一耦合电容器通过第一超导线连接到泵端口的第一端口(例如，第一外部端口)。此外，可以将第二耦合电容器通过第二超导线连接到泵的一个第二端口(例如，第二外部端口)。第一和第二超导线可以是相位匹配的。例如，第一耦合电容器可以通过包括第一导线长度的第一超导线连接到泵的第一端口，并且第二耦合电容器可以通过包括第二导线长度的第二超导线连接到泵的第二端口上。第一和第二导线长度可以是相同的导线长度。

上述内容仅包括实例。当然，出于描述本发明的目的，不可能描述组件或方法的每个可想到的组合，但是本领域普通技术人员可以认识到，本发明的许多进一步的组合和排列都是可能的。此外，就在详细说明、权利要求、附件和附图中使用术语“包括”、“具有”、“拥有”等而言，此类术语旨在以与如“包含”在权利要求中用作过渡词时被解释的那样的术语“包含”类似的方式是包括性的。已经出于说明的目的给出了本发明的不同实施例的描述，但是这并不意图是穷举的或限于所公开的本发明实施例。在不脱离本发明的范围的情况下，许多修改和变化对本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。选择在此使用的术语是为了最好地解释本发明实施例的原理、实际应用或对市场中存在的技术的技术改进，或使得本领域普通技术人员能够理解本文公开本发明实施例。