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Etude de faisabilité et développement des moyens permettant la simulation SPICE des circuits à base de Qubits silicium

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Date de début : 1 août 2019

Offre n° PsD-DRT-18-0056

Le modèle Compact / SPICE est le lien entre le développement des briques technologiques et la conception du circuit. L’objectif du modèle est de reproduire avec précision les caractéristiques expérimentales essentielles à la conception de circuit numérique, analogique et mixte. Dans le domaine du quantum computing, identifier puis développer les moyens à fournir aux concepteurs pour réaliser et optimiser les circuits quantiques demande une étude approfondie, prenant en compte les spécificités de fonctionnement des Qubits et les contraintes de la simulation SPICE.

Le principal challenge est de pouvoir décrire le comportement quantique de cette architecture. Il faudra également étudier si ce comportement doit être décrit via les grandeurs physiques (p.ex. spin électronique, niveau d’énergie …) ou par des grandeurs logiques (état quantique, matrice de transformation, …). Il faudra aussi prendre en compte la compatibilité entre le formalisme mathématique et les outils standards de modélisation compacte (description Verilog-A).

Suite aux récentes activités de recherche expérimentale (entre le CEA et le CNRS) concernant la première démonstration du Qubit de spin de trou sur SOI, nous proposons d’abord d’étudier les moyens de modéliser un tel dispositif grâce à une approche de macro-modélisation, où le modèle compact SET, l’inclusion de la dégénérescence du spin magnétique et la gestion de l’excitation RF constituent les étapes principales.

Les défis par rapport à l’état de l’art sont l’inclusion du champ magnétique dans le modèle SET, la description de la résonnance tunnel, l’excitation RF d’un SET et la reproduction des oscillations de Rabi.

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : PsD-DRT-18-0056
  • Contact : sebastien.martinie@cea.fr
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