El consorcio gana la subvención Innovate UK para desarrollar IP CMOS criogénico
Innovate UK ha concedido una subvención de 6.5 millones de libras esterlinas a un consorcio de siete miembros liderado por sureCore con el cometido de desarrollar conjuntamente criogénicos avanzados Semiconductores IP.
Se espera que este trabajo acelere drásticamente el crecimiento de la industria de la Computación Cuántica (QC) al reducir las restricciones asociadas con las interconexiones y permitir un escalado eficiente de qubit / sistema.
La arquitectura de las computadoras cuánticas, combinada con algoritmos especializados, tiene el poder de transformar la eficiencia informática para abordar problemas en disciplinas que abarcan ciencia fundamental, productos farmacéuticos, finanzas, logística e inteligencia artificial.
La mayoría de las plataformas de computación cuántica utilizan qubits o componentes que operan a temperaturas criogénicas, pero con estas plataformas hay una falta de circuitos de control adecuados capaces de operar a las temperaturas criogénicas necesarias para administrar el funcionamiento de los qubits. Actualmente, el circuito de control está ubicado de forma remota a los qubits y está conectado por un cableado costoso y voluminoso para evitar las temperaturas extremas que necesitan los qubits. La cantidad de cableado requerida para todos los qubits presenta una barrera fundamental para el escalado de QC.
Una solución obvia es ubicar la electrónica de control con los qubits en el criostato, pero esto significa que ambos deben mantenerse a temperaturas ultrabajas; en algunas implementaciones hasta casi el cero absoluto. Sin embargo, el espacio no solo es extremadamente limitado en el criostato, lo que requiere la miniaturización del circuito de control, sino que los semiconductores modernos que componen estos chips solo están calificados para trabajar hasta -40 ° C y, a esas temperaturas, las características operativas de los transistores. cambiar notablemente.
El objetivo de este proyecto es esencialmente comprender y modelar este cambio de comportamiento y luego diseñar una cartera de CryoCMOS IP para permitir la creación de chips personalizados que puedan interactuar con los qubits a temperaturas criogénicas y admitir la funcionalidad del controlador.
Muchas empresas, especialmente las más pequeñas y las de nueva creación con sede aquí en el Reino Unido, se beneficiarían enormemente si un conjunto de CryoCMOS IP estuviera disponible para licenciarse de la misma manera que el estándar. semiconductor Los modelos de licencias de propiedad intelectual funcionan.
El consorcio consiste en el ecosistema completo de empresas para proporcionar las competencias básicas necesarias para desarrollar rápidamente esta propiedad intelectual crio-tolerante. Luego, esto estaría disponible bajo licencia para que las empresas creen sus propias soluciones de chip Cryo-CMOS usándolo, lo que las recarga con una ventaja competitiva en el mundo de la Computación Cuántica.
El primer paso es modelar con precisión cómo funcionan los transistores a estas temperaturas. Esto lo están haciendo SemiWise y el grupo de investigación QC de la Universidad de Glasgow.
Synopsys utilizará los datos generados para perfeccionar sus herramientas TCAD. SemiWise utilizará una combinación de mediciones y datos de simulación para volver a centrar el PDK de la fundición para las temperaturas criogénicas y para permitir el diseño del circuito criogénico.
Como la memoria juega un papel clave en la electrónica, este aspecto lo maneja sureCore, que está liderando el proyecto y cuya experiencia en mantener bajo el consumo de energía del chip será vital para garantizar que el calor residual se mantenga al mínimo para que no caliente el cámara.
La experiencia en cámaras es proporcionada por Oxford Instruments, que fabrica sistemas criogénicos.
Por último, Universal Quantum y SEEQC representan las necesidades del usuario final y determinarán qué bloques de IP necesitará crear el proyecto para los chips Cryo-CMOS. Los chips de prueba se caracterizarán a las temperaturas criogénicas para refinar y validar aún más los modelos y la propiedad intelectual.