[发明专利]用于低温量子控制的高速接口的技术

说明书

本申请标题为“用于低温量子控制的高速接口的技术”。公开了用于低温量子控制的高速接口的技术。在说明性实施例中，用于量子/传统接口电路模块的管芯包括在第一时钟域中操作的数字电路模块以及在第二时钟域中操作的模拟电路模块。时钟域交叉电路模块便于从数字电路模块到模拟电路模块的异步数据传输。该说明性时钟域交叉电路模块包括在第一时钟域的边界处的第一异步先进先出（FIFO）队列。第一异步FIFO队列在第二时钟域的边界处连接到第二异步FIFO队列。

背景技术

量子计算机保证了对于传统计算不可行的计算能力。量子计算中的许多挑战之一是与大量量子位通过接口连接。数字电路模块和模拟电路模块两者都被使用，并且期望数字电路模块和模拟电路模块之间可靠的高速接口。如果数字电路模块和模拟电路模块彼此相对远离地定位在一个管芯上或定位在不同的管芯上，则由于诸如电路模块可能运行在不同时钟上之类问题，这样的接口可能是困难的。

附图说明

图1A-1F图示了根据一个实施例的示例量子计算装置的各种视图。

图2是量子计算装置的至少一个实施例的简化框图。

图3图示图2的量子计算装置的电路模块的示例实施例，包括数字电路模块、模拟电路模块以及时钟域交叉电路模块。

图4图示图3的数字电路模块和时钟域交叉电路模块的部分的示例实施例。

图5是用于设计图3的电路模块的方法的至少一个实施例的简化流程图。

图6是根据本文公开的实施例中任一实施例的晶圆和管芯的俯视图。

图7是根据本文公开的实施例中任一实施例的集成电路的截面侧视图。

图8A-8D是示例平面的、全绕栅极且堆叠的全绕栅极晶体管的透视图。

图9是根据本文公开的实施例中的任一实施例的集成电路装置组装件的截面侧视图。

图10是根据本文公开的实施例中的任一实施例的示例电装置的框图。

具体实施方式

本公开的方面可以包括具有量子/传统接口电路模块的量子计算装置，所述量子/传统接口电路模块包括数字电路模块、模拟电路模块和时钟域交叉电路模块，以提供数字电路模块与模拟电路模块之间的接口。在说明性实施例中，模拟电路模块与包括一个或多个自旋量子位的量子处理器通过接口连接，并且数字电路模块与量子计算装置的其他传统组件通过接口连接。在说明性实施例中，数字电路模块可以独立于模拟电路模块被设计、定位和路由。可以使用工业标准工具来自动执行诸如数字电路模块的路由行（routing line）之类的方面，同时可以手动执行诸如模拟电路模块的路由行之类的方面。这样的方法可导致信号处理数据路径中断，并且在高效的高速数据传输中提出挑战，特别是如果数字电路模块和模拟电路模块被彼此相距一段距离地定位在相同管芯上或定位在不同的管芯上的话。

说明性的时钟域交叉电路模块包括两个异步先进先出（FIFO）队列，如下面更详细讨论的那样。一个FIFO队列位于用于数字电路模块的时钟域与用于时钟域交叉电路模块的时钟域之间，并且一个FIFO队列位于用于时钟域交叉电路模块的时钟与用于模拟电路模块的时钟域之间。FIFO队列的异步性质允许数据跨时钟域被传送。由于异步FIFO队列存在于与数字时钟域的接口处以及与模拟时钟域的接口处，所以数字电路模块、模拟电路模块和时钟域交叉电路模块中的每个电路模块都可以在单独的时钟域中操作。

在以下的描述中，阐述了具体细节，但是可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的技术的实施例。众所周知的电路、结构和技术没有被详细示出，以避免模糊对此描述的理解。诸如“实施例”、“各种实施例”、“一些实施例”和诸如此类的短语可以包括特征、结构或特性，但并非每个实施例都必须包括特定特征、结构或特性。