SureCore entwickelt IP für Quantencomputing

sureCore, der Spezialist für Ultra-Low-Power-Embedded-IP, entwickelt eine Reihe von CMOS-IPs, die für den Betrieb bei extrem niedrigen Temperaturen geeignet sind, die für Quantum Computing (QC)-Anwendungen erforderlich sind.

Dies wird das Design von Cryo-CMOS-Steuerungschips ermöglichen, die zusammen mit den Qubits im Kryostaten platziert werden können, und wird das aktuelle Problem der umfangreichen und leistungsbegrenzenden Verkabelung lösen, die verwendet wird, um die Qubits mit ihrer zugehörigen Steuerelektronik zu verbinden, die normalerweise bei Raumtemperatur läuft außerhalb des Kryostats.

Damit Quantencomputer ihr Potenzial ausschöpfen können, werden Tausende, wenn nicht sogar Millionen von Qubits benötigt, und sie müssen bei kryogenen Temperaturen gehalten werden, um sicherzustellen, dass sie richtig funktionieren. Das größte Hindernis für die Skalierung ist derzeit der Umfang der Steuerverkabelung, der in direktem Verhältnis zur Anzahl der Qubits innerhalb des Systems steht. Dieses Problem kann nur gelöst werden, indem die Steuerelektronik in den Kryostaten verlegt wird.

Es gibt jedoch eine Reihe von Herausforderungen, wie Paul Wells, CEO von sureCore, erklärt. „Bei der Entwicklung von Cryo-CMOS gibt es zwei zentrale Herausforderungen. Derzeit liegt der industrielle Standard-Betriebstemperaturbereich für die meisten kommerziellen CMOS-Prozesstechnologien bei -40 °C bis 125 °C, was sich in den Transistor SPICE-Modelle von Siliziumgießereien geliefert. In enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern und Gießereien planen und charakterisieren wir Silizium-IP, das bis zu einer Temperatur von 4°K betrieben werden kann.

„Die zweite Herausforderung besteht darin, dass die Steuerelektronik möglichst wenig Wärme abführt, um die Kühllast des Kryostaten zu minimieren. Daher ist es entscheidend, dass so weit wie möglich Entwurfstechniken mit geringem Stromverbrauch eingesetzt werden. sureCore sind Experten für die Reduzierung des Stromverbrauchs von CMOS; Unsere Designmethoden haben bereits eine dynamische Leistungsreduzierung von bis zu 50 % bei eingebettetem Speicher-IP gezeigt. Durch den Einsatz dieser Techniken beim Design von Cryo-CMOS zielen wir darauf ab, die erzeugte überschüssige Wärme zu minimieren und dadurch die Herausforderungen der Skalierbarkeit für große Quantencomputer zu verringern.“

sureCore verfügt bereits über eine siliziumerprobte, extrem stromsparende, eingebettete Speicher-IP, die für diese Cryo-Anwendung angepasst werden soll, und wird als seine CryoMem range.

Nutzung der Erkenntnisse aus der Entwicklung von CryoMem, plant SureCore dann, eine Reihe von IPs zu entwickeln, die auf die Entwicklung einer kompletten QC-Steuerelektronik in Cryo-CMOS zugeschnitten sind, und wird ein komplettes Portfolio von Cryo-IP für die Lizenzierung von Unternehmen anbieten, die kryogene Steuer-ICs entwickeln möchten.

Wells fügt hinzu: „Diese neue IP-Bibliothek wird dazu beitragen, das Potenzial der QC zu erschließen, indem sie die Entwicklung kostengünstiger, kryogener Steuerungs-ASICs für Hunderte von QC-Unternehmen beschleunigt, die um wettbewerbsfähige Quantum Compute-Lösungen konkurrieren.“