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台灣量子電腦關鍵元件再下一城 工研院成功自製低溫控制晶片
CTimes籃貫銘
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僅成立兩年的台灣量子國家隊,今日再發表新的技術里程碑,由工研院與中研院的研究團隊,開發出控制量子位元的低溫控制晶片與模組,且功耗僅有國際大廠的50%。而此成果將為量子電腦的微型化帶來重大貢獻,同時也為台灣的量子電腦次系統關鍵元件製造,開啟全新的篇章。

工研院的量子位元低溫控制晶片模組,包含混波器、驅動模組、放大模組與讀取模組。
工研院的量子位元低溫控制晶片模組,包含混波器、驅動模組、放大模組與讀取模組。

在量子電腦國家隊中,工研院主要負責研發量子電腦次系統關鍵硬體,計畫主持人工研院電子與光電系統所組長許世玄表示,隨著量子位元的增加,相對應的控制用儀器及冷卻系統的體積也會隨之增大,一方面會遭遇耗電量提升的困難,再者,與量子位元的連接配線也會面臨挑戰,因此相關元件的半導體化與模組化,是量子電腦主要的發展趨勢。

許世玄指出,此次團隊運用微波IC設計及半導體晶片製程所完成的低溫(4K)控制晶片與模組,將可大量縮短量子電腦訊號傳輸路徑,並降低雜訊干擾,且已成功與中研院的量子位元對接驗證。此模組功率消耗可低於國際大廠50%以上,對多量子位元的超導量子電腦發展更具優勢。

而此晶片乃是採用台積電28奈米製程所製造,目前工研院也將持續開發可控制多顆量子位元的超低溫控制晶片與模組,未來除了對接台灣自製的量子位元之外,也希望能與國際大廠的量子位元合作,拓展更多的商業可能性。

至於此低溫控制晶片的研發挑戰,徐世玄表示,相較於常溫晶片的開發,量子低溫控制晶片需要在極低溫中運行,因此電路設計的參數都必須要重新擬定,並且透過模擬工具來進行驗證。而此晶片在40GHz寬頻,4K(-269℃)低溫電晶體模型資料庫與量測結果相比,準確率達95%。

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