Konsorsiyum, kriyojenik CMOS IP geliştirmek için Innovate UK hibesini kazandı

Innovate UK, sureCore liderliğindeki yedi üyeli bir konsorsiyuma, ortaklaşa ileri kriyojenik geliştirme yapma yetkisi vererek 6.5 milyon £ hibe verdi Yarıiletken IP.

Bu çalışmanın, ara bağlantılarla ilgili kısıtlamaları azaltarak ve verimli kübit/sistem ölçeklendirmesini sağlayarak Kuantum Bilişim (QC) endüstrisinin büyümesini önemli ölçüde hızlandıracağı umulmaktadır.

Kuantum Bilgisayarların mimarisi, uzman algoritmalarla birleştiğinde, temel bilim, ilaç, finans, lojistik ve yapay zekayı kapsayan disiplinlerdeki sorunları çözmek için bilgi işlem verimliliğini dönüştürme gücüne sahiptir.

Çoğu kuantum hesaplama platformu, kriyojenik sıcaklıklarda çalışan kübitleri veya bileşenleri kullanır, ancak bu platformlarda, kübitlerin çalışmasını yönetmek için gereken kriyojenik sıcaklıklarda çalışabilen uygun kontrol devresi eksikliği vardır. Şu anda kontrol devresi kübitlerden uzakta bulunuyor ve kübitlerin ihtiyaç duyduğu aşırı sıcaklıkları önlemek için pahalı ve hacimli kablolarla bağlı. Tüm kübitler için gereken kablo miktarı, kalite kontrol ölçeklendirmesinin önünde temel bir engel teşkil ediyor.

Açık bir çözüm, kontrol elektroniklerini kriyostattaki kübitlerle birlikte yerleştirmektir ancak bu, her ikisinin de ultra düşük sıcaklıklarda tutulması gerektiği anlamına gelir; bazı uygulamalarda mutlak sıfıra yakın. Bununla birlikte, kriyostattaki alanın son derece sınırlı olması, kontrol devresinin minyatürleştirilmesini gerektirmesinin yanı sıra, bu çipleri oluşturan modern yarı iletkenler yalnızca -40° C'ye kadar çalışmaya uygundur ve bu sıcaklıklarda transistörlerin çalışma özellikleri belirgin biçimde değişir.

Bu projenin amacı, temel olarak davranıştaki bu değişikliği anlamak ve modellemek ve ardından kriyojenik sıcaklıklarda kubitlerle arayüz oluşturabilen ve kontrolör işlevselliğini destekleyen özel çiplerin oluşturulmasını mümkün kılmak için bir CryoCMOS IP portföyü tasarlamaktır.

Pek çok şirket, özellikle burada Birleşik Krallık'ta bulunan daha küçük ve yeni kurulan şirketler, standartla hemen hemen aynı şekilde lisanslanabilecek bir CryoCMOS IP paketinin mevcut olması durumunda çok büyük fayda sağlayacaktır. yarıiletken IP lisanslama modelleri işe yarar.

Konsorsiyum, bu kriyo-toleranslı IP'yi hızlı bir şekilde geliştirmek için gereken temel yetkinlikleri sağlayan şirket ekosisteminin tamamından oluşuyor. Bu daha sonra şirketlerin bunu kullanarak kendi Cryo-CMOS çip çözümlerini oluşturmaları için lisans altında mevcut olacak ve onlara Kuantum Bilgisayar dünyasında rekabet avantajı kazandıracak.

İlk adım, transistörlerin bu sıcaklıklarda nasıl çalıştığını doğru bir şekilde modellemektir. Bu, SemiWise ve Glasgow Üniversitesi'ndeki QC araştırma grubu tarafından yapılıyor.

Synopsys, oluşturulan verileri TCAD araçlarını geliştirmek için kullanacak. Ölçümler ve simülasyon verilerinin bir kombinasyonu, SemiWise tarafından dökümhane PDK'sını kriyojenik sıcaklıklar için yeniden ortalamak ve kriyojenik devre tasarımını mümkün kılmak için kullanılacaktır.

Bellek elektronikte önemli bir rol oynadığından, bu husus, projeye liderlik eden ve çip güç tüketimini düşük tutma konusundaki uzmanlığı, atık ısının minimumda tutulmasını ve böylece cihazın ısınmamasını sağlamak için hayati önem taşıyan sureCore tarafından ele alınmaktadır. bölme.

Oda uzmanlığı, kriyojenik sistemler üreten Oxford Instruments tarafından sağlanmaktadır.

Son olarak Universal Quantum ve SEEQC, son kullanıcı ihtiyaçlarını temsil eder ve projenin Cryo-CMOS çipleri için hangi IP bloklarını oluşturması gerektiğini belirleyecektir. Modelleri ve IP'yi daha da hassaslaştırmak ve doğrulamak için test çipleri, kriyo sıcaklıklarında karakterize edilecektir.