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키사이트, 퀀텀프로(QuantumPro) 출시

글/반도체네트워크 편집부 2024.04.23

키사이트테크놀로지스가 전자 설계 자동화(EDA) 업계 최초의 통합형 전자기(EM) 설계 및 시뮬레이션 도구이자 초전도 큐비트 기반 퀀텀 컴퓨터의 원활한 생성을 위한 맞춤형 워크플로인 퀀텀프로(QuantumPro)를 출시했다. 퀀텀프로 솔루션은 스케매틱 설계, 레이아웃 생성, 전자기(EM) 분석, 비선형 회로 시뮬레이션, 퀀텀 파라미터 추출의 다섯 가지 필수 기능을 Advanced Design System(ADS) 2024 플랫폼에 통합한다.

메인스트림 마이크로웨이브 엔지니어들은 퀀텀 설계를 처리하는 역량이 제한적이었다. 초전도 큐비트 개발의 경우 일반적으로 다수의 포인트 도구를 다뤄야 한다는 어려움과 함께 많은 시간과 비용이 드는 설계 주기를 필요로 한다.

QuantumPro는 ADS 플랫폼에서 전통적인 마이크로파 출력을 쉽게 조정할 수 있는 퀀텀 파라미터로 변환하는 지능적인 작업을 수행하여 양자 엔지니어링과 마이크로파 엔지니어링 분야를 결합한다. 엔지니어들은 QuantumPro를 활용하여 퀀텀 회로를 손쉽게 미세 조정하고 칩과 시스템을 더 빠르게 출시할 수 있다.

퀀텀프로 설계 및 시뮬레이션 솔루션은 MOM(Method of Moments)을 기반으로 삼는 비용효율적인 전자기 시뮬레이션 접근법을 사용하여 퀀텀 칩의 개발 속도를 높인다. 비선형 회로 솔버를 통해 전력 종속적 성능 퀀텀 칩을 광범위하게 분석할 수 있다. MOM은 전기장을 전체적으로 처리하는 대신 금속 표면의 전류만 처리하여 연산 비용을 대폭 줄일 수 있다. 동시 시뮬레이션과 파라메트릭 분석을 통해 큐비트와 공진기를 원활하게 조정할 수 있다.

또한, 비선형 회로 설계 환경(고조파 균형 및 X-파라미터)을 사용하여 퀀텀 시스템 출력 체인의 핵심 블록으로 판독 정확도를 높여주는 퀀텀 앰프의 설계를 간소화한다. 고조파 균형 솔버는 적은 수의 Josephson 접합부터 수천 개 단위에 이르기까지 앰프 설계를 폭넓게 처리하여 앰프의 성능을 세부적으로 분석하며, 여기에는 이득 프로필, 이득 리플, 믹싱 제품, 퀀텀 효율성, 이득 압축이 포함된다. ADS는 앰프가 서큘레이터 같은 다른 블록들과 연결될 때 어떻게 작동하는지에 대한 검사를 지원하여 전반적인 기능의 철저한 조사가 가능하다.

그리고, ADS에 퀀텀 레이아웃 콤포넌트 라이브러리를 통합하여 트랜스몬과 단일 평면 도파관(CPW) Meanderline 공진기를 비롯해 자주 사용하는 여러 퀀텀 설계를 지원한다. ADS 레이아웃 환경 안에서 퀀텀 칩을 생성할 수 있으며 각 칩의 형상학적 특징을 쉽게 조정 및 최적화할 수 있는 파라미터화된 개체로 나타낸다. 라이브러리의 CPW 콤포넌트에 내장되어 있는 에어브릿지는 CPW 공통 모드의 전달을 방지하는 데 있어 핵심적인 역할을 한다.

2019년에 설립된 킬리만자로 퀀텀 테크( Qilimanjaro Quantum Tech)는 퀀텀프로를 조기에 채택했으며, 자사 퀀텀 컴퓨터에 대한 클라우드 액세스를 곧 제공할 계획이다. 킬리만자로는 큐비트의 취약성 문제를 해결하기 위해 칩과 알고리즘을 공동 설계하여 빠른 출시가 가능한 분야별 아날로그 퀀텀 컴퓨터를 개발한다. 킬리만자로는 초전도 큐비트를 기반으로 퀀텀 컴퓨팅 분야의 최신 기술을 활용, 고객에게 퀀텀 기술의 이점을 제공하는 아날로그 퀀텀 프로세서를 만든다. 잠재력을 최대한 실현하기 위해 아날로그 퀀텀 칩을 코히어런스 길이가 긴 초전도 플럭스 큐비트, 순수한 퀀텀 상호 작용, 밀도 높은 큐비트 연결과 결합하여 연산력을 높인다. 킬리만자로의 퀀텀 접근법을 활용해 게이트 기반 시스템의 까다로운 오류 수정 요구 사항을 없앨 수 있다.

킬리만자로의 최고 사업 책임자인 알버트 솔라나(Albert Solana)는 “우리는 마이크로파 엔지니어를 위한 정립된 원칙을 활용하는 큐비트 EDA 솔루션을 찾고 있었다”라며, “우리가 키사이트의 퀀텀프로를 선택한 이유는 설계부터 레이아웃, 분석, 그리고 추출에 이르는 완전한 워크플로를 제공하고, 사용이 쉬우며, 새로운 칩을 개발하는 데 필요한 모든 기능을 제공하기 때문이다”고 밝혔다.

키사이트 EDA 이머징 마켓 부문 선임 디렉터 크리스 뮈스(Chris Mueth)는 “퀀텀프로는 EDA 업계 최초로 완전한 초전도 큐비트 개발 워크플로를 제공하는 전자기 설계 환경이다”라며, “이 도구는 3D EM 시뮬레이터를 통해 높은 정밀도를 제공하고, 주파수 도메인과 고유 모드를 위한 FEM(Finite Element Method)과 주파수 도메인 분석을 위한 MOM을 모두 지원한다. 고유 모드 솔루션과 주파수 도메인의 자동 퀀텀 파라미터 추출을 활용하면 내장된 Python 스크립팅을 통해 쉬운 최적화가 가능하다. 또한 퀀텀프로는 키네틱 인덕턴스 모델링을 위한 EM 워크플로의 수준도 높여 준다”고 덧붙였다.

Keysight Technologies 소개
키사이트테크놀로지스 키사이트테크놀로지스는 엔지니어링, 기업 및 서비스 제공 업체 고객이 혁신을 가속화하여 세상을 연결하고 보안을 유지할 수 있도록 지원하는 선도적인 기술 기업이다. 키사이트 솔루션은 설계 시뮬레이션부터 프로토타입 검증, 제조 테스트, 네트워크 및 클라우드 환경 최적화까지, 네트워크를 최적화하고 전자 제품을 더 빠르고 저렴한 비용으로 시장에 출시하게 한다. 고객은 전 세계 통신 에코시스템, 네트워크, 항공 우주 및 방위, 오토모티브, 반도체 및 전자 제품 시장까지 포괄하며, 2021년 회계연도의 총 매출은 약 49억 달러에 달한다. 키사이트에 관한 보다 자세한 정보는 www.keysight.com에서 확인할 수 있다.