6.5 ล้านปอนด์เพื่อพัฒนาไอซีสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม

อัปเดต: 6 สิงหาคม 2023

สิ่งนี้จะช่วยเร่งการเติบโตของอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยลดข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อระหว่างกัน ซึ่งช่วยให้ปรับขนาด qubit/ระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ดูรายชื่อโครงการทั้งหมด

แพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ควอนตัมส่วนใหญ่ใช้ qubits หรือส่วนประกอบที่ทำงานที่อุณหภูมิแช่แข็ง

ความท้าทายที่สำคัญสำหรับแพลตฟอร์มเหล่านี้คือการไม่มีวงจรควบคุมที่เหมาะสมที่สามารถทำงานที่อุณหภูมิการแช่แข็งที่จำเป็นในการจัดการการทำงานของ qubits

ปัจจุบันวงจรควบคุมตั้งอยู่ห่างไกลจาก qubits และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิลที่มีราคาแพงและมีขนาดใหญ่ เพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่สูงมากที่ qubits ต้องการ ปริมาณการเดินสายที่จำเป็นสำหรับ qubits ทั้งหมดเป็นอุปสรรคพื้นฐานในการปรับขนาดคอมพิวเตอร์ควอนตัมนอกเหนือจากผลกระทบด้านแฝงโดยธรรมชาติ

ทางออกที่ชัดเจนคือการวางตำแหน่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมร่วมกับ qubits ในตู้แช่แข็ง แต่นี่หมายความว่าทั้งสองจะต้องเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำมาก ในการใช้งานบางอย่างจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์

อย่างไรก็ตาม ไม่เพียงแต่พื้นที่ในไครโอสแตตจะจำกัดอย่างมากเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต้องลดขนาดวงจรควบคุมลงด้วย แต่เซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ที่ประกอบเป็นชิปเหล่านี้มีคุณสมบัติในการทำงานที่อุณหภูมิ -40° C เท่านั้น

เนื่องจากอุณหภูมิลดลงใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ ลักษณะการทำงานของทรานซิสเตอร์จึงเปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัด

จุดมุ่งหมายของโครงการนี้คือเพื่อทำความเข้าใจและสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมนี้โดยพื้นฐานแล้วจึงออกแบบพอร์ตโฟลิโอของ CryoCMOS IP เพื่อให้สามารถสร้างชิปแบบกำหนดเองที่สามารถเชื่อมต่อกับ qubits ที่อุณหภูมิการแช่แข็งและสนับสนุนการทำงานของตัวควบคุม

กลุ่มบริษัทประกอบด้วยระบบนิเวศที่สมบูรณ์ของบริษัทต่างๆ เพื่อให้มีความสามารถหลักที่จำเป็นในการพัฒนา IP ที่ทนต่อการแช่แข็งได้อย่างรวดเร็ว สิ่งนี้จะพร้อมใช้งานภายใต้ใบอนุญาตสำหรับบริษัทต่างๆ ในการสร้างชิป Cryo-CMOS ของตนเอง

ขั้นตอนแรกคือการสร้างแบบจำลองอย่างแม่นยำว่าทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไรที่อุณหภูมิเหล่านี้ สิ่งนี้กำลังดำเนินการโดย SemiWise และกลุ่มวิจัยควอนตัมที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ Synopsys ใช้ข้อมูลที่สร้างขึ้นเพื่อปรับแต่งเครื่องมือ TCAD

SemiWise จะใช้การรวมกันของข้อมูลการวัดและการจำลองเพื่อปรับศูนย์ PDK ของโรงหล่ออีกครั้งสำหรับอุณหภูมิที่เกิดจากการแช่แข็งและเพื่อให้สามารถออกแบบวงจรการแช่แข็งได้

เนื่องจากหน่วยความจำมีบทบาทสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ด้านนี้จึงถูกจัดการโดย sureCore ซึ่งเป็นผู้นำโครงการและมีความเชี่ยวชาญในการรักษาการใช้พลังงานของชิปให้ต่ำเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าความร้อนทิ้งจะถูกเก็บไว้ให้น้อยที่สุด จึงไม่ทำให้ห้องร้อน .

ความเชี่ยวชาญด้านหอการค้าจัดทำโดย Oxford Instruments ซึ่งผลิตระบบแช่แข็ง สุดท้าย Universal Quantum และ SEEQC เป็นตัวแทนของความต้องการของผู้ใช้ปลายทาง และจะกำหนดว่า IP ใดที่บล็อกโปรเจ็กต์จะต้องสร้างสำหรับชิป Cryo-CMOS

ชิปทดสอบจะมีลักษณะเฉพาะที่อุณหภูมิห้องเย็นเพื่อปรับแต่งและตรวจสอบแบบจำลองและ IP เพิ่มเติม