То Мичиганский университет возглавляет совместные усилия с Полупрозрачный, компания, базирующаяся в Глазго, Великобритания, занимается созданием энергоэффективной и криогенной управляющей электроники. Основной целью является повышение масштабируемости квантовые вычисления для более практичного применения в реальных условиях.

Профессор Деннис Сильвестр и аспирант Цируи Чжан работают над разработкой управляющей электроники, способной работать при экстремально низких температурах, необходимых для кубитов. Тем не менее, процесс модификации кремниевых чипов и проведения моделирования для оценки их функциональности в условиях замерзания требует значительных затрат времени, рабочей силы и финансовых ресурсов, которые должны быть завершены до создания управляющей электроники. Команда намерена ускорить разработку криогенной управляющей электроники, сотрудничая с Semiwise.

Квантовые вычисления способны значительно расширить возможности ученых в моделировании сложных сценариев, что потенциально может привести к революционным изменениям в ряде отраслей, таких как исследования лекарственных препаратов, анализ финансовых рисков, оптимизация цепочки поставок и другие. Тем не менее, потенциал квантовых вычислений требует существенного повышения эффективности и надежности существующих технологий.

Кубиты, которые являются основными строительными блоками квантовых вычислений, обычно поддерживаются при чрезвычайно низких температурах, близких к абсолютному нулю, обычно около 4 К (-269,15°C; -452,47°F). Напротив, управляющие цепи компьютера функционируют при нормальной комнатной температуре, что требует физического разделения криогенных кубитов и подключения их к другим компонентам компьютера с помощью проводов. Такая конфигурация значительно снижает эффективность, увеличивает энергопотребление, ограничивает вычислительные возможности и препятствует практическому применению квантовых компьютеров.

Semiwise, дочерний стартап Университета Глазго под руководством профессора Дж. Асен Асенов (Asen Asenov) создал коллекцию моделей Process Design Kit (PDK) с мощными возможностями SPICE (программное обеспечение для моделирования с акцентом на интегральные схемы), которые хорошо подходят для проектирования схем, работающих при криогенных температурах. Модели созданы с использованием уникального процесса, который сочетает в себе измерения на криогенных транзисторах с использованием технологии автоматизированного проектирования (TCAD). Эти модели основаны на GLOBALFOUNDRIES 22FDX PDK. PDK включает в себя как углы, так и статистику и соответствует стандартам проверки после компоновки.

Следующий шаг команды заключается в использовании моделей SPICE для создания криогенных систем управления с нуля. Чжан продолжит эту работу в качестве постдокторского исследователя в исследовательской группе Сильвестра.