키사이트테크놀로지스가 전자 설계 자동화(EDA) 업계 최초의 통합형 전자기(EM) 설계 및 시뮬레이션 도구이자 초전도 큐비트 기반 퀀텀 컴퓨터의 원활한 생성을 위한 맞춤형 워크플로우 퀀텀프로(QuantumPro)를 출시했다고 23일 밝혔다.

 

퀀텀프로 솔루션은 스케매틱 설계, 레이아웃 생성, 전자기 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 한다고 키사이트는 설명했다.

 

 

퀀텀프로는 ADS 플랫폼에서 전통적인 마이크로파 출력을 쉽게 조정할 수 있는 퀀텀 파라미터로 변환하는 지능적인 작업을 수행해 양자 엔지니어링과 마이크로파 엔지니어링 분야를 결합한다. 엔지니어들은 퀀텀프로를 활용해 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 사용해 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 처리해 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 사용해 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 처리해 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. 또 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.

 

크리스 뮈스 키사이트 EDA 이머징 마켓 부문 선임 디렉터는 “퀀텀프로는 EDA 업계 최초로 완전한 초전도 큐비트 개발 워크플로를 제공하는 전자기 설계 환경”이라며 “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”고 설명했다.

 

그는 이어 “고유 모드 솔루션과 주파수 도메인의 자동 퀀텀 파라미터 추출을 활용하면 내장된 Python 스크립팅을 통해 쉬운 최적화가 가능하다”며 “퀀텀프로는 키네틱 인덕턴스 모델링을 위한 EM 워크플로의 수준도 높여 준다”고 덧붙였다.

 

헬로티 이창현 기자 |