建立量子系统与外部世界的接口。
凯-乌维·吉林和安迪·海尼格著
量子力学领域向工程应用的过渡正在打开大量颠覆性的量子技术机会。他们的成功依赖于最近的技术进步，这使得单个量子力学系统的可控创建以及它们的直接操作和测量成为可能。量子技术系统有意利用日常经验中没有遇到的量子力学原理。例如，一个量子系统可以同时存在于两种或两种以上不同的状态，只有通过测量才能去除不确定性(叠加原理)。通过这种方式，量子力学进一步允许系统组件的强非局部相关(纠缠)，这是许多应用的精髓。
量子技术包括三个子领域:
微电子在利用量子技术作为未来的关键技术方面发挥着至关重要的作用。一方面，半导体工艺是创建量子技术系统的重要组成部分。然而，最重要的是，需要高性能的电子芯片来控制量子装置并处理由此产生的大量测量数据。微电子学因此提供了量子系统与外部世界的接口。除了性能要求外，一些应用要求将系统冷却到极低的温度。这就导致了对机械结构和电路电气设计的额外要求。
它们需要高性能和频繁的定制。与此同时，它们的产量很小。这些相互矛盾的需求对电子产品的设计和制造构成了重大挑战。与其他应用相比，即使量子应用达到商业突破点，数量也不会特别大。另一方面，许多量子应用通常需要高度定制的电路，例如，就它们需要处理或提供的电压水平而言。此外，数据处理要求有时非常高，以至于只有最现代的电路概念和电路才能满足它们。通常，由于应用程序的要求或由于它位于低温域，电子设备还必须安装在尽可能小的安装空间中。因此，像小芯片这样新颖的设计概念有望满足这些要求。
小芯片使得用标准或专用处理器实现数据处理成为可能。此外，快速模数转换器(adc)或数模转换器(dac)将以芯片的形式提供。使用这些转换器，只需要单独设计需要特别调整的组件。例如，作为芯片的驱动器可以提供必要的电压电平。硅锗半导体技术(SiGe)等特殊技术也可用于此目的，并作为芯片集成。
因此，Chiplet技术提供了一种满足小批量性能和定制的各种要求的方法，同时保持适度的成本水平。
Andy Heinig是弗劳恩霍夫集成电路研究所工程与自适应系统分部高级系统集成小组负责人和高效电子学部门负责人。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
留下回复