超低功耗嵌入式存儲器專家SureCore宣布，由Innovate UK（IUK）資助的項(xiàng)目“開發(fā)CryoCMOS以實(shí)現(xiàn)下一代可擴(kuò)展量子計(jì)算機(jī)”的下一個關(guān)鍵部分成功下線。這是一個將驗(yàn)證該項(xiàng)目中開發(fā)的低溫SPICE模型和IP的芯片，該芯片將用于控制和測量將與量子位一起容納在低溫恒溫器內(nèi)的ASIC。需要將控制電子設(shè)備從低溫恒溫器外部移動到低溫恒溫器內(nèi)部，以減少延遲和布線，但這意味著電子設(shè)備必須在低至4開爾文的前所未有的低溫下運(yùn)行，這就是該項(xiàng)目的目的。

sureCore首席執(zhí)行官Paul Wells表示：“這是聯(lián)盟成員團(tuán)隊(duì)合作的成果，他們都為控制芯片的設(shè)計(jì)做出了寶貴的貢獻(xiàn)。他們的低溫IP已經(jīng)由敏捷模擬公司的一個非常能干的物理設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成功集成。”
Agile Analog首席執(zhí)行官Barry Paterson補(bǔ)充道：“我們很高興能參與這個項(xiàng)目，并獲得在這些極具挑戰(zhàn)性的低溫下硅性能的經(jīng)驗(yàn)和知識。這一經(jīng)驗(yàn)將有助于量子空間未來的IP開發(fā)。”
該圖顯示了各種IP塊。一個來自格拉斯哥大學(xué)的DAC，一個來自通用量子和sureCore的PLL、ROM塊、寄存器文件塊和SRAM塊的DAC。剩下的紫色區(qū)域主要是控制邏輯。
Wells補(bǔ)充道：“這是一個很好的例子，說明了InnovateUK如何將專家團(tuán)隊(duì)聚集在一起，創(chuàng)造出否則不可能實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新。該項(xiàng)目將使英國不僅被視為量子計(jì)算的卓越中心，而且被視為低溫晶體管建模以及低溫IP和芯片設(shè)計(jì)的卓越中心。通過作為一個專注的專家團(tuán)隊(duì)，該項(xiàng)目能夠及時有效地成功完成關(guān)鍵的里程碑和最后期限。如果沒有InnovateUK的支持，這是不可能的?！?br /> 項(xiàng)目背景
sureCore利用其最先進(jìn)的超低功耗存儲器設(shè)計(jì)技能創(chuàng)建了嵌入式靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SRAM），這是任何數(shù)字子系統(tǒng)的重要組成部分，能夠在77K（-196°C）至量子計(jì)算機(jī)（QC）所需的接近絕對零度的溫度下運(yùn)行。此外，標(biāo)準(zhǔn)電池和IO電池庫都已被重新表征為在低溫下操作，從而使工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)RTL到GDSII物理設(shè)計(jì)流程能夠容易地被采用。
QC縮放的一個關(guān)鍵障礙是能夠在量子位附近配置越來越復(fù)雜的控制電子設(shè)備，量子位必須在低溫下放置在低溫恒溫器中。在這樣做的過程中，至關(guān)重要的是，控制芯片功耗保持盡可能低，以確保將多余的熱量保持在最低限度，從而不會在低溫恒溫器上造成額外的熱負(fù)載。在這里，sureCore的低功耗設(shè)計(jì)專業(yè)知識被證明是至關(guān)重要的。
目前的QC設(shè)計(jì)的控制電子設(shè)備位于低溫恒溫器外部，因?yàn)楝F(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)只能在-40°C以下工作。當(dāng)溫度降低到接近絕對零度時，晶體管的工作特性顯著變化。在過去幾個月里，對這種行為變化的測量、理解和建模展示了構(gòu)建能夠在低溫下控制和監(jiān)測量子位的接口芯片的潛力。
目前，昂貴而笨重的電纜將室溫控制電子設(shè)備連接到低溫恒溫器中的量子位。使QC開發(fā)人員能夠利用無晶圓廠設(shè)計(jì)范式，創(chuàng)建他們自己的定制低溫控制SoC，該SoC可以與低溫恒溫器內(nèi)的量子位一起容納，這將迅速實(shí)現(xiàn)QC擴(kuò)展。直接的好處包括成本、大小，最重要的是，還包括減少延遲。下一步將在低溫下對演示芯片進(jìn)行表征，以進(jìn)一步完善和驗(yàn)證模型，幫助提高性能?！?br /> IUK資助的財(cái)團(tuán)是一個完整的公司生態(tài)系統(tǒng)，擁有開發(fā)耐低溫半導(dǎo)體IP所需的專業(yè)知識和核心能力。該項(xiàng)目的目的是開發(fā)和證明一套基礎(chǔ)知識產(chǎn)權(quán)，這些知識產(chǎn)權(quán)可以授予設(shè)計(jì)師許可，使他們能夠創(chuàng)建自己的Cryo-CMOS SoC解決方案。通過這樣做，他們在量子計(jì)算領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢將大大提高。