Consortium ชนะรางวัล Innovate UK ในการพัฒนา CMOS IP . แบบไครโอเจนิกส์

Innovate UK ได้มอบเงินช่วยเหลือจำนวน 6.5 ล้านปอนด์ให้กับกลุ่มสมาชิกเจ็ดรายที่นำโดย sureCore พร้อมเงินส่งเพื่อร่วมกันพัฒนาเทคโนโลยีไครโอเจนิกส์ขั้นสูง สารกึ่งตัวนำ IP

หวังว่างานนี้จะช่วยเร่งการเติบโตของอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม (QC) ได้อย่างมาก โดยการลดข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อระหว่างกันและช่วยให้สามารถปรับขนาด qubit/ระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ควอนตัมรวมกับอัลกอริธึมเฉพาะทางมีพลังในการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพการประมวลผลเพื่อแก้ไขปัญหาในสาขาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เภสัชกรรม การเงิน โลจิสติกส์ และ AI

แพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ควอนตัมส่วนใหญ่ใช้ qubits หรือส่วนประกอบที่ทำงานที่อุณหภูมิการแช่แข็ง แต่ด้วยแพลตฟอร์มเหล่านี้ไม่มีวงจรควบคุมที่เหมาะสมที่สามารถทำงานที่อุณหภูมิการแช่แข็งที่จำเป็นในการจัดการการทำงานของ qubits ปัจจุบันวงจรควบคุมตั้งอยู่ห่างไกลจาก qubits และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิลที่มีราคาแพงและมีขนาดใหญ่ เพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิสุดขั้วที่ qubits ต้องการ ปริมาณการเดินสายที่จำเป็นสำหรับ qubits ทั้งหมดเป็นอุปสรรคสำคัญในการปรับขนาด QC

ทางออกหนึ่งที่ชัดเจนคือการจัดตำแหน่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมร่วมกับ qubits ในเครื่องแช่แข็ง แต่นี่หมายความว่าทั้งสองจะต้องเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำมาก ในการใช้งานบางอย่างจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ไม่เพียงแต่พื้นที่ในไครโอสแตตจะจำกัดอย่างมากเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต้องย่อวงจรควบคุมให้เล็กลงอีกด้วย แต่เซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ที่ประกอบเป็นชิปเหล่านี้มีคุณสมบัติในการทำงานที่อุณหภูมิ -40 องศาเซลเซียสเท่านั้น และที่อุณหภูมิดังกล่าว คุณสมบัติการทำงานของทรานซิสเตอร์ เปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัด

จุดมุ่งหมายของโครงการนี้คือเพื่อทำความเข้าใจและสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมนี้โดยพื้นฐานแล้วจึงออกแบบพอร์ตโฟลิโอของ CryoCMOS IP เพื่อให้สามารถสร้างชิปแบบกำหนดเองที่สามารถเชื่อมต่อกับ qubits ที่อุณหภูมิการแช่แข็งและสนับสนุนการทำงานของตัวควบคุม

บริษัทหลายแห่ง โดยเฉพาะบริษัทขนาดเล็กและบริษัทสตาร์ทอัพที่ตั้งอยู่ในสหราชอาณาจักรจะได้รับประโยชน์มหาศาลหากชุด CryoCMOS IP พร้อมให้อนุญาตในลักษณะเดียวกับมาตรฐาน สารกึ่งตัวนำ โมเดลลิขสิทธิ์ IP ใช้งานได้

กลุ่มบริษัทประกอบด้วยระบบนิเวศที่สมบูรณ์ของบริษัทต่างๆ เพื่อให้มีความสามารถหลักที่จำเป็นในการพัฒนา IP ที่ทนต่อการแช่แข็งได้อย่างรวดเร็ว สิ่งนี้จะพร้อมใช้งานภายใต้ใบอนุญาตสำหรับบริษัทต่างๆ ในการสร้างโซลูชันชิป Cryo-CMOS ของตนเองโดยใช้มัน เทอร์โบชาร์จพวกเขาด้วยความได้เปรียบทางการแข่งขันในโลกของ Quantum Computing

ขั้นตอนแรกคือการสร้างแบบจำลองอย่างแม่นยำว่าทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไรที่อุณหภูมิเหล่านี้ สิ่งนี้กำลังดำเนินการโดย SemiWise และกลุ่มวิจัย QC ที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์

Synopsys จะใช้ข้อมูลที่สร้างขึ้นเพื่อปรับแต่งเครื่องมือ TCAD SemiWise จะใช้การรวมกันของข้อมูลการวัดและการจำลองเพื่อปรับศูนย์ PDK ของโรงหล่ออีกครั้งสำหรับอุณหภูมิที่เกิดจากการแช่แข็งและเพื่อให้สามารถออกแบบวงจรการแช่แข็งได้

เนื่องจากหน่วยความจำมีบทบาทสำคัญในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ด้านนี้จึงถูกจัดการโดย sureCore ซึ่งเป็นผู้นำโครงการและผู้เชี่ยวชาญด้านการรักษาการใช้พลังงานของชิปให้อยู่ในระดับต่ำจะมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้แน่ใจว่าความร้อนทิ้งจะถูกเก็บไว้ให้น้อยที่สุด จึงไม่ทำให้เกิดความร้อน ห้อง.

ความเชี่ยวชาญด้านหอการค้าจัดทำโดย Oxford Instruments ซึ่งผลิตระบบแช่แข็ง

สุดท้าย Universal Quantum และ SEEQC เป็นตัวแทนของความต้องการของผู้ใช้ปลายทาง และจะกำหนดว่า IP ใดที่บล็อกโปรเจ็กต์จะต้องสร้างสำหรับชิป Cryo-CMOS ชิปทดสอบจะมีลักษณะเฉพาะที่อุณหภูมิห้องเย็นเพื่อปรับแต่งและตรวจสอบรุ่นและ IP เพิ่มเติม