sobre la interfaz VCO/Divisor de Frecuencia en un PLL CMOS criogénico para aplicaciones de computación cuántica
Autores: Gira, Gabriele; Ferraro, Elena; Borgarino, Mattia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
sobre la interfaz VCO/Divisor de Frecuencia en un PLL CMOS criogénico para aplicaciones de computación cuántica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Microprocesadores cuánticos
Qubits nanoestructurados basados en silicio
Tecnología CMOS
Bucles de fase bloqueada de RFIC
Qubits espintrónicos
Temperaturas criogénicas
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La disponibilidad de microprocesadores cuánticos es obligatoria, para ejecutar de manera eficiente esos algoritmos cuánticos que prometen un avance radical en la capacidad de computación. Los qubits nanoestructurados basados en silicio aparecen hoy como un enfoque muy interesante, debido a su mayor densidad de información, tiempos de coherencia más largos, puertas de operación rápidas y compatibilidad con la tecnología CMOS actual. En particular, gracias a sus propiedades de ruido de fase, los Circuitos Integrados de Radiofrecuencia CMOS actuales de Bucles de Bloqueo de Fase (PLL) y Osciladores de Bloqueo de Fase (PLO) son circuitos interesantes para sintetizar señales de control para qubits espintrónicos. En un microprocesador cuántico, estos circuitos deberían operar cerca de los qubits, es decir, a temperaturas criogénicas. La falta de Kits de Diseño criogénico (DK) comerciales puede hacer que la interfaz entre el Oscilador Controlado por Voltaje (VCO) y el Divisor de Frecuencia (FD) sea un problema grave. Sin embargo, actualmente este problema no ha sido abordado sistemáticamente en la literatura. El objetivo del presente artículo es investigar la interfaz VCO/FD cuando la temperatura desciende de ambiente a criogénica. Con este propósito, se desarrollaron modelos físicos de dispositivos pasivos/activos electrónicos y circuitos equivalentes de VCO y el FD a temperaturas ambiente y criogénicas. La actividad de modelado ha dado lugar a pautas de diseño para la interfaz VCO/FD, útiles en ausencia de DKs criogénicos.
Descripción
La disponibilidad de microprocesadores cuánticos es obligatoria, para ejecutar de manera eficiente esos algoritmos cuánticos que prometen un avance radical en la capacidad de computación. Los qubits nanoestructurados basados en silicio aparecen hoy como un enfoque muy interesante, debido a su mayor densidad de información, tiempos de coherencia más largos, puertas de operación rápidas y compatibilidad con la tecnología CMOS actual. En particular, gracias a sus propiedades de ruido de fase, los Circuitos Integrados de Radiofrecuencia CMOS actuales de Bucles de Bloqueo de Fase (PLL) y Osciladores de Bloqueo de Fase (PLO) son circuitos interesantes para sintetizar señales de control para qubits espintrónicos. En un microprocesador cuántico, estos circuitos deberían operar cerca de los qubits, es decir, a temperaturas criogénicas. La falta de Kits de Diseño criogénico (DK) comerciales puede hacer que la interfaz entre el Oscilador Controlado por Voltaje (VCO) y el Divisor de Frecuencia (FD) sea un problema grave. Sin embargo, actualmente este problema no ha sido abordado sistemáticamente en la literatura. El objetivo del presente artículo es investigar la interfaz VCO/FD cuando la temperatura desciende de ambiente a criogénica. Con este propósito, se desarrollaron modelos físicos de dispositivos pasivos/activos electrónicos y circuitos equivalentes de VCO y el FD a temperaturas ambiente y criogénicas. La actividad de modelado ha dado lugar a pautas de diseño para la interfaz VCO/FD, útiles en ausencia de DKs criogénicos.