[논문]확장성 신뢰성 갖춘 양자 컴퓨터를 위한 CMOS 기반 제어 및 센싱 회로 기술

김주성; 한정환; 남재원; 조건희

doi:10.7471/ikeee.2023.27.1.12

확장성 신뢰성 갖춘 양자 컴퓨터를 위한 CMOS 기반 제어 및 센싱 회로 기술
CMOS Interconnect Electronics Architecture for Reliable and Scalable Quantum Computer 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.27 no.1, 2023년, pp.12 - 18

김주성 (Dept. of Electronics Engineering, Hanbat National University) , 한정환 (Dept. of Radio and Information Communication Engineering, Chungnam National University) , 남재원 (Dept. of Electronic Engineering, SeoulTech) , 조건희 (School of Electronics Engineering and School of Electronic and Electrical Engineering, Kyungbook National University)

초록
AI-Helper

각각의 큐빗(qubit)을 개별적으로 상온의 제어 회로에 연결하는 현재의 회로 기술은 양자 컴퓨터의 확장성, 신뢰성을 갖추는 데 있어 한계를 가지고 있으며, 집적도 측면에서 극저온의 CMOS 기술 기반 인터커넥트 회로 기술을 통해 기존 기술 대비 인터커넥트의 복잡도, 시스템 안정도 및 사이즈, 그리고 가격 경쟁력을 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 외부의 전기적 자극에 민감하며 양자 상태를 일정 시간 이상 유지할 수 없는 큐빗의 특성으로 인한 문제를 극복하고, 확장성과 신뢰성을 양자 컴퓨터 실현을 위한 CMOS 기술 기반 집적화된 센싱 및 제어 회로 기술에 대해 소개한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The current circuit technology that individually connects each qubit to a control circuit at room temperature has limitations in achieving scalability and reliability of a quantum computer. With the advent of cryogenic CMOS interconnect electronics, it is expected to dramatically improve the interconnect complexity, system reliability and size, and price. In this paper, we introduce the CMOS integrated sensing and control technology platform overcoming the problems caused by the fragile and sensitive characteristics of qubit.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. State of the art technology: IBM Q System [5]. 그림 1. 양자 컴퓨터 최신 기술: IBM Q system [5]
그림 Fig. 2. Proposed system architecture. 그림 2. 제안하는 시스템 아키텍쳐
그림 Fig. 3. Block diagram of the proposed wideband low-noise read-out circuits. 그림 3. 제안하는 광대역 저잡음 read-out 회로 블록 다이어그램
그림 Fig. 4. Proposed current/gain reuse technique. 그림 4. 제안하는 전류/이득 재사용 기법
그림 Fig. 5. Proposed Class-F23 oscillator. 그림 5. 제안하는 Class-F23 발진기
그림 Fig. 6. Proposed Sub-sampling based frequency synthesizer. 그림 6. 제안하는 서브-샘플링 기반 주파수 합성기
그림 Fig. 7. Proposed SAR ADC. 그림 7. 제안하는 축차 비교형 아날로그 디지털 변환기
그림 Fig. 8. Proposed Multi-bit SAR ADC timing-out scheme. 그림 8. 제안하는 멀티-비트 SAR ADC Timing-out 기법
그림 Fig. 9. Block diagram of proposed low power voltage reference circuit. 그림 9. 제안하는 CMOS 기반 저전력 기준 전압 생성 회로의 블록 다이어그램
그림 Fig. 10. Proposed adaptively controlled LDO based on the temperature variation. 그림 10. 제안하는 온도 변화 기반의 LDO

참고문헌 (10)

R. P. Feynman, "Simulating physics with？computers," Int. J. Theoretical. Physics, vo.21,？no.6, pp.467-488, 1982.？DOI: 10.1007/BF02650179

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P. W. Shor, "Polynomial-time algorithms for？prime factorization and discretr logarithms on a？quantum computer," SIAM J. Computer, vol.26,？no.5, pp.1484-1509, 1997.？DOI: 10.1137/S0097539795293172

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L. K. Grover, "A Fast quantum mechanical？algorithm for database search," Proceedings, 28th？Annual ACM Symposium on the theory of computing,？p.212, 1996.？DOI: 10.48550/arXiv.quant-ph/9605043
F. Arute et al., "Quantum supremacy using a？programmable superconducting processor," Nature,？vol. 574, no.7779, pp.505-510,
"Advance quantum computing-quantum starts？here," http://www.ibm.com/ibm/quantum
J. P. G. Van Diijk et al., "Impact of classical？control electronics qubit fidelity," Phys. Rev.？Applied 12, 044054, 2019.？DOI: 10.1103/PhysRevApplied.12.044054

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K. Kang et al., "A Cryo-CMOS Controller IC？with Fully Integrated Frequency Generators for？Superconducting Qubits," in IEEE International？Solid-State Circuits Conference (ISSCC), pp.1-3,？2022. DOI: 10.1109/ISSCC42614.2022.9731574
K. Kang et al., "A Cryogenic Controller IC for？Superconducting Qubits with DRAG Pulse？Generation by Direct Synthesis without Using？Memory," in IEEE International Solid-State Circuits？Conference (ISSCC), pp.1-3, 2023.
J. P. G. Van Dijk et al., "A scalable cryo-CMOS？controller for the wideband frequency-multiplexed？control of spin qubits and transmons," IEEE J.？Solid-State Circuits, vol.55, no.11, pp.2930-2946,？2020. DOI: 10.1109/JSSC.2020.3024678

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J. P. G. Van Dijk et al., "Cryo-CMOS for？analog/mixed-signal circuits and systems," 2020？IEEE Custom Integrated Circuits Conference？(CICC), pp.1-8, 2020.？DOI: 10.1109/CICC48029.2020.9075882

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