Az University of Michigan együttműködik a Glasgowban, az Egyesült Királyságban található Semiwise nevű vállalattal, hogy energiahatékony és kriogén irányítóelektronikát hozzanak létre. Fő céljuk a kvantumszámítógépek skálázhatóságának előrehaladása olyan valós világbeli alkalmazásokhoz, amelyek gazdaságosak.
Dennis Sylvester professzor és Zhang Qirui doktorandusz olyan irányítóelektronikák fejlesztésén dolgoznak, amelyek képesek működni a kvbithez szükséges rendkívül alacsony hőmérsékleten. Mindazonáltal a szilícium lapkák módosításának folyamata és azok funkcionalitásának fagyasztott környezetben történő értékelése jelentős idő-, munka- és pénzügyi forrásbefektetést igényel, amelyet meg kell valósítani az irányítóelektronika építése előtt. A csapat szándéka, hogy felgyorsítsa a kriogén irányítóelektronikák fejlesztésének folyamatát a Semiwise-szel való együttműködéssel.
A kvantumszámítás jelentősen növelheti a tudósok képességét a bonyolult helyzetek szimulálására, így potenciálisan forradalmasít több iparágat, például a gyógyszerkutatást, a pénzügyi kockázatelemzést, a ellátási lánc optimalizálást és másokat. Mindazonáltal a kvantumszámítás potenciálja jelentős fejlesztéseket igényel a jelenlegi technológiák hatékonyságában és megbízhatóságában.
A kvbiták, amelyek a kvantumszámítógépek alapvető építőkövei, általában a nulla abszolút hőmérséklet közelében tartottak, tipikusan körülbelül 4 K (-269,15 °C; -452,47 °F). zzel szemben a számítógép vezérlőáramkörei normál szobahőmérsékleten működnek, ezért a kriogén qubiteket fizikailag el kell választani, és vezetékekkel csatlakoztatni kell a számítógép többi alkatrészéhez. Ez a konfiguráció jelentősen csökkenti az hatékonyságot, növeli az energifogyasztást, korlátozza a számítási képességet, és gátolja a kvantumszámítógépek gyakorlati alkalmazásait.
A Semiwise, egy startup vállalkozás, amely a Glasgowi Egyetem Prof. Asen Asenov irányítása alatt jött létre, egy gyűjteményt hozott létre Process Design Kit (PDK) modellekkel, amelyek erős SPICE (integrált áramkör-szimulációs szoftver) képességekkel rendelkeznek, és jól alkalmasak áramkörök tervezésére kriogén hőmérsékleteken való működésre. Ezek a modellek egyedi folyamatot használnak, amely kombinálja a kriogén tranzisztor-méréseket a Technology Computer Aided Design (TCAD) szimulációkkal. Ezek a modellek a GLOBALFOUNDRIES 22FDX PDK-ra épülnek. A PDK mind a sarkokat, mind a statisztikákat magában foglalja, és betartja a post-layout ellenőrzési szabványokat.
A csapat következő lépése az SPICE modellek felhasználása a kriogén irányítórendszerek nulláról történő építéséhez. Zhang folytatja ezt a munkát posztdoktori kutatóként Sylvester kutatócsoportjában.