量子芯片范式框架

量子电子设计自动化(Q-EDA)正随着量子芯片从实验室原型迈向可扩展工程系统而兴起。本文认为,超导量子芯片设计正接近一个类似早期经典EDA的“SPICE时刻”:随着量子比特规模、控制复杂度、频率规划、封装、工艺偏差以及低温测量反馈的不断增长,设计方式需要从基于经验转向模型驱动工程。该团队提出一个量子芯片范式框架,将Q-EDA不仅视为软件工具,而是量子芯片开发范式的一部分。与经典硬件描述语言优先的设计不同,量子芯片设计必须从物理结构入手,例如约瑟夫森结、谐振器、耦合器、读出元件、控制线路及封装环境。该框架强调基于PCell的建模、SPICE-Q仿真、量子PDK以及设计-工艺-测量协同优化。该团队进一步勾勒出一个层次化的Q-EDA系统,涵盖物理结构、量子比特PCell、逻辑量子比特、量子算术、功能量子IP以及量子SoC系统。核心目标是将物理模型、版图规则、仿真结果、制造数据及测量反馈,转化为可重用、可审计的工程对象,以支持大规模量子处理器及容错量子计算。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-16 13:23

量科快讯