קונסורציום זוכה במענק Innovate UK לפיתוח CMOS IP קריוגני

Innovate UK העניקה מענק של 6.5 מיליון ליש"ט לקונסורציום בן שבעה חברים בראשות sureCore עם התפקיד לפתח במשותף קריוגני מתקדם סמיקונדקטור IP

יש לקוות שעבודה זו תאיץ באופן דרמטי את צמיחתה של תעשיית המחשוב הקוונטי (QC) על ידי הפחתת האילוצים הקשורים לחיבורים הדדיים ומאפשרת קנה מידה יעיל של קיוביט/מערכת.

הארכיטקטורה של Quantum Computers בשילוב עם אלגוריתמים מומחים יש בכוחה לשנות את יעילות המחשוב כדי לטפל בבעיות בדיסציפלינות המתפרשות על מדע יסוד, תרופות, פיננסים, לוגיסטיקה ובינה מלאכותית.

רוב פלטפורמות המחשוב הקוונטי משתמשות בקיוביטים או ברכיבים הפועלים בטמפרטורות קריוגניות, אך בפלטפורמות אלו חסרים מעגלי בקרה מתאימים המסוגלים לפעול בטמפרטורות קריאוגניות הדרושות לניהול פעולת הקיוביטים. כיום מעגלי הבקרה ממוקמים מרחוק מהקיוביטים ומחוברים באמצעות כבלים יקרים ומסורבלים על מנת להימנע מקיצוניות הטמפרטורה הדרושה לקיוביטים. כמות הכבלים הנדרשת עבור כל הקיוביטים מהווה מחסום בסיסי לקנה מידה של QC.

אחד הפתרונות הברורים הוא מיקום משותף של האלקטרוניקה הבקרה עם הקיוביטים בקרויוסטט, אבל זה אומר שיש לשמור על שניהם בטמפרטורות נמוכות במיוחד; ביישומים מסוימים עד קרוב לאפס מוחלט. עם זאת, לא רק שהמקום מוגבל ביותר בקריוסטט, מה שמצריך מזעור מעגל הבקרה, אלא שהמוליכים למחצה המודרניים המרכיבים את השבבים האלה מוסמכים לעבוד עד -40 מעלות צלזיוס ובטמפרטורות אלו מאפייני הפעולה של הטרנזיסטורים לשנות בצורה ניכרת.

מטרת פרויקט זה היא להבין ולעצב את השינוי הזה בהתנהגות ולעצב פורטפוליו של CryoCMOS IP כדי לאפשר יצירת שבבים מותאמים אישית שיכולים להתממשק לקיוביטים בטמפרטורות קריוגניות ולתמוך בפונקציונליות של בקר.

חברות רבות, במיוחד חברות קטנות יותר וחברות סטארט-אפ שבסיסן כאן בבריטניה ירוויחו מאוד אם חבילה של CryoCMOS IP תהיה זמינה לרישיון בדומה לסטנדרט סמיקונדקטור מודלים של רישוי IP עובדים.

הקונסורציום מורכב ממערכת האקולוגית השלמה של חברות כדי לספק את כישורי הליבה הנדרשים לפיתוח מהיר של IP סובלני קריו זה. לאחר מכן, זה יהיה זמין ברישיון לחברות ליצור פתרונות שבבי Cryo-CMOS משלהן באמצעותו, תוך טעינת טורבו יתרון תחרותי בעולם המחשוב הקוונטי.

הצעד הראשון הוא מודל מדויק של אופן הפעולה של טרנזיסטורים בטמפרטורות אלו. זה נעשה על ידי SemiWise וקבוצת המחקר QC באוניברסיטת גלזגו.

Synopsys תשתמש בנתונים שנוצרו כדי לחדד את כלי ה-TCAD שלה. שילוב של מדידות ונתוני סימולציה ישמש את SemiWise כדי לרכז מחדש את ה-PDK של היציקה לטמפרטורות קריוגניות ולאפשר את תכנון המעגל הקריוגני.

מכיוון שהזיכרון ממלא תפקיד מפתח באלקטרוניקה, היבט זה מטופל על ידי sureCore, המובילה את הפרויקט ושהמומחיות שלה בשמירה על צריכת חשמל נמוכה של שבבים תהיה חיונית כדי להבטיח שחום הפסולת יישמר למינימום כך שהוא לא יחמם את תָא.

מומחיות לשכת מסופקת על ידי אוקספורד אינסטרומנטס המייצרת מערכות קריוגניות.

לבסוף, Universal Quantum ו-SEEQC מייצגים את צרכי משתמש הקצה ויקבעו אילו חסימות IP יצטרך הפרויקט ליצור עבור שבבי Cryo-CMOS. שבבי בדיקה יאופינו בטמפרטורות קריו כדי לחדד ולאמת את המודלים וה-IP.