Dies ermöglicht die Entwicklung von Kryo-CMOS-Steuerchips, die zusammen mit den Qubits im Kryostat platziert werden können. Dies wird dazu beitragen, das aktuelle Problem der umfangreichen und leistungsbegrenzenden Verkabelung zu lösen, die verwendet wird, um die Qubits mit der zugehörigen Steuerelektronik zu verbinden, die normalerweise bei Raumtemperatur außerhalb des Kryostats betrieben wird.
Damit Quantencomputer ihr Potenzial ausschöpfen können, werden Tausende, wenn nicht Millionen von Qubits benötigt, und sie müssen bei kryogenen Temperaturen gehalten werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten. Das größte Hindernis für die Skalierung ist derzeit der Umfang der Steuerverkabelung, der direkt proportional zur Anzahl der Qubits im System ist. Dieses Problem lässt sich nur dadurch lösen, dass die Steuerelektronik in den Kryostaten verlegt wird.
Es gibt jedoch auch Herausforderungen, wie Paul Wells, CEO vonsureCore, erklärte: „Wir sind einzigartig positioniert, um zwei der wichtigsten Herausforderungen bei der Entwicklung von Cryo-CMOS zu lösen. Derzeit liegt der standardmäßige industrielle Betriebstemperaturbereich für die meisten kommerziellen CMOS-Prozesstechnologien zwischen -40 °C und 125 °C und dies spiegelt sich in der wider Transistor SPICE-Modelle von Siliziumgießereien.
Durch die enge Zusammenarbeit mit Industriepartnern und Gießereien planen wir, Silizium-IP zu entwickeln und zu charakterisieren, das für den Betrieb bis zu 4°K geeignet ist.
Die zweite Herausforderung besteht darin, sicherzustellen, dass die Steuerelektronik möglichst wenig Wärme abführt, um die Kühllast des Kryostaten zu minimieren. Daher ist es wichtig, dass, soweit möglich, Entwurfstechniken mit geringem Stromverbrauch eingesetzt werden. Wir sind Experten für die Reduzierung des Stromverbrauchs von CMOS; Unsere Designmethoden haben bereits eine dynamische Leistungsreduzierung von bis zu 50 % bei eingebettetem Speicher-IP nachgewiesen.
Durch den Einsatz dieser Techniken beim Design von Cryo-CMOS wollen wir die erzeugte überschüssige Wärme minimieren und so die Skalierbarkeitsherausforderungen für große Quantencomputer verringern.“
sureCore verfügt bereits über siliziumerprobte, extrem stromsparende eingebettete Speicher-IP, die das Unternehmen für diese Cryo-Anwendung anpassen und als CryoMem-Reihe auf den Markt bringen wird.
Mithilfe der bei der Entwicklung von CryoMem gewonnenen Erkenntnisse plant SureCore die Entwicklung einer Reihe von IP, die auf die Entwicklung einer vollständigen QC-Steuerelektronik in Cryo-CMOS zugeschnitten sind. Das Unternehmen wird Unternehmen, die kryogene Steuerungs-ICs entwickeln möchten, ein komplettes Portfolio an Kryo-IP zur Lizenzierung anbieten.
Paul Wells fügte hinzu: „Diese neue IP-Bibliothek wird dazu beitragen, das Potenzial der Qualitätskontrolle auszuschöpfen, indem sie die Entwicklung kostengünstiger, kryogener Kontroll-ASICs für die Hunderte von QC-Unternehmen beschleunigt, die im Wettbewerb um die Bereitstellung wettbewerbsfähiger Quantencomputerlösungen stehen.“