Consórcio ganha subsídio da Innovate UK para desenvolver CMOS IP criogênico
A Innovate UK concedeu uma doação de £ 6.5 milhões a um consórcio de sete membros liderado pela sureCore com a missão de desenvolver em conjunto criogênicos avançados Semicondutores IP.
Espera-se que este trabalho acelere drasticamente o crescimento da indústria de Quantum Computing (QC), reduzindo as restrições associadas às interconexões e permitindo o dimensionamento eficiente de qubit / sistema.
A arquitetura dos Computadores Quânticos combinada com algoritmos especializados tem o poder de transformar a eficiência da computação para resolver problemas em disciplinas que abrangem ciências fundamentais, produtos farmacêuticos, finanças, logística e IA.
A maioria das plataformas de computação quântica utiliza qubits ou componentes que operam em temperaturas criogênicas, mas com essas plataformas há uma falta de circuitos de controle adequados, capazes de operar nas temperaturas criogênicas necessárias para gerenciar a operação de qubits. Atualmente, o circuito de controle está localizado remotamente dos qubits e conectado por um cabeamento caro e volumoso para evitar os extremos de temperatura necessários aos qubits. A quantidade de cabeamento necessária para todos os qubits apresenta uma barreira fundamental para o dimensionamento do QC.
Uma solução óbvia é colocar os eletrônicos de controle com os qubits no criostato, mas isso significa que ambos devem ser mantidos em temperaturas ultrabaixas; em algumas implementações até quase zero absoluto. No entanto, não apenas o espaço é extremamente limitado no criostato, necessitando da miniaturização do circuito de controle, mas os semicondutores modernos que compõem esses chips são qualificados apenas para trabalhar até -40 ° C e nessas temperaturas as características de operação dos transistores mudar acentuadamente.
O objetivo deste projeto é essencialmente compreender e modelar essa mudança de comportamento e, em seguida, projetar um portfólio de CryoCMOS IP para permitir a criação de chips personalizados que podem fazer interface com os qubits em temperaturas criogênicas e suportar a funcionalidade do controlador.
Muitas empresas, especialmente empresas menores e start-ups sediadas aqui no Reino Unido, se beneficiariam enormemente se um conjunto de IP CryoCMOS estivesse disponível para licenciamento da mesma forma que o padrão Semicondutor Os modelos de licenciamento IP funcionam.
O consórcio consiste em um ecossistema completo de empresas para fornecer as competências essenciais necessárias para desenvolver rapidamente este IP crio-tolerante. Isso estaria disponível sob licença para as empresas criarem suas próprias soluções de chip Cryo-CMOS usando-o, turbinando-as com uma vantagem competitiva no mundo da Quantum Computing.
A primeira etapa é modelar com precisão como os transistores funcionam nessas temperaturas. Isso está sendo feito pela SemiWise e pelo grupo de pesquisa QC da Universidade de Glasgow.
A Synopsys usará os dados gerados para refinar suas ferramentas TCAD. Uma combinação de medições e dados de simulação será usada pelo SemiWise para recentralizar o PDK de fundição para temperaturas criogênicas e para permitir o projeto do circuito criogênico.
Como a memória desempenha um papel fundamental na eletrônica, este aspecto é tratado pela sureCore, que está liderando o projeto e cuja experiência em manter o consumo de energia do chip baixo será vital para garantir que o calor residual seja mantido em um mínimo para que não aqueça o câmara.
A experiência em câmaras é fornecida pela Oxford Instruments, que fabrica sistemas criogênicos.
Por último, Universal Quantum e SEEQC representam as necessidades do usuário final e determinarão quais blocos de IP o projeto precisará criar para os chips Cryo-CMOS. Os chips de teste serão caracterizados nas temperaturas criogênicas para refinar e validar ainda mais os modelos e IP.