开发用于量子计算的低温CMOS IP的650万英镑项目

2021年11月5日//尼克费海提
开发用于量子计算的低温CMOS IP的650万英镑项目
由英国7家公司和大学组成的一个财团获得了650万英镑的拨款,用于开发用于量子计算机的先进低温半导体知识产权的供应链。

650万英镑(760万欧元)的CryConsortium项目。由内存IP开发公司SureCore领导,旨在减少低温系统中与互连相关的约束,以实现量子位的有效缩放。这些平台面临的关键挑战是缺乏合适的控制电路,能够在管理量子位操作所需的低温下工作。

目前,为了避免量子位所需要的极端温度,控制电路位于距离量子位很远的地方,并通过昂贵而笨重的电缆连接。除了固有的延迟影响外,所有量子位所需的布线量是QC缩放的一个基本障碍。

显而易见的解决方案是在低温恒温器中把控制电子和量子位放在一起,但这意味着两者都必须保持在超低温;在某些实现中,甚至会降到接近绝对零度。然而,不仅是在低温恒温器空间极其有限,需要控制迂曲的小型化,但现代半导体构成这些芯片只是合格的工作到-40°c的温度接近绝对零度,减少晶体管的操作特征变化明显。

该项目旨在了解和模拟这种行为变化,然后设计一个CryoCMOS IP组合,以实现定制芯片的创造,可以在低温下与量子位相连接,并支持控制器功能。

“我们很自豪能领导这个项目。对于这个项目的成功至关重要的是低温cmos产生尽可能少的热量。热量来自芯片的功耗,我们已经完善了几种方法,可以将芯片内存组件的功耗降低50%。由于这些qc将进行高强度的计算,因此对内存的需求将非常大,因此节省电力和热量将是低温控制芯片运行成功的关键。”

该联盟由完整的公司生态系统组成,提供快速开发耐低温知识产权所需的核心竞争力。这将在许可下提供给公司,以创造自己的Cryo-CMOS芯片设计。

第一步是精确模拟晶体管在这些温度下如何工作。这项研究是由SemiWise和格拉斯哥大学的QC研究小组完成的。Synopsys使用生成的数据来完善其TCAD工具。SemiWise将结合测量和模拟数据对铸造PDK进行重新定位,以适应低温温度,并实现低温电路设计。

“SemiWise很高兴在这个项目中发挥关键作用,提供foundry PDK的低温版本,并实现SRAM,以及在低温下的通用电路设计。我们相信,这将为财团的其他合作伙伴带来显著的竞争优势。”

由于内存在电子产品中扮演着关键角色,这方面由sureCore负责,sureCore领导着该项目,其在保持芯片低功耗方面的专业知识对于确保废热保持在最低限度,从而不会使腔室发热至关重要。腔室专业技术由制造低温系统的牛津仪器提供。

最后,Universal Quantum和SEEQC代表终端用户的需求,并将决定该项目将需要为Cryo-CMOS芯片创建哪些IP块。测试芯片将在低温下进行特征分析,以进一步完善和验证模型和IP。

www.semiwise.ukwww.sure-core.com

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