키사이트, 주파수 도메인 자속양자화 기반 양자 회로 시뮬레이션

키사이트테크놀로지스(Keysight Technologies)는 복잡한 양자 회로의 개발 속도를 높여주는 회로 설계 환경인 퀀텀 회로 시뮬레이션(Quantum Ckt Sim)을 출시했다.

이 솔루션은 구글 퀀텀 AI와 협력해 고급 자속양자화 기능을 통합했다. 초전도 양자 회로 영역에서는 자속양자화를 정확하게 모델링 해야 한다. 이 기본 속성은 초전도 루프를 통과하는 자속을 개별 단위로 양자화해 양자 회로 작동에 중요한 측면을 보장한다. 구글 퀀텀 AI와 키사이트는 이 문제를 해결하고 주파수 도메인 자속양자화를 회로 솔버에 통합해 양자 회로 시뮬레이션을 개선하기 위해 협력해 왔다. 새로운 솔루션은 자속양자화를 정밀하게 모델링함으로써 연구자가 더 안정적이고 효율적인 초전도 회로를 설계할 수 있도록 지원한다.

이 협업은 최근 게시된 기술 논문 "Modelling flux-quantising Josephson junction circuits in Keysight ADS"에 자세히 설명돼 있다. 이 논문은 자속양자화에 대한 혁신적인 접근 방식과 양자 컴퓨팅 분야에 미치는 중대한 영향을 보여주며, 협업을 통해 초전도 회로 모델링의 정확성과 효율성에 대한 새로운 표준을 제시했다.

퀀텀 회로 시뮬레이션은 주파수 도메인에서 고급 자속양자화를 통해 양자 워크플로를 간소화해 대규모 비선형 양자 회로 분석에 탁월한 정확도와 기능을 제공한다. 이를 통해 연구자는 복잡한 양자 회로를 더욱 정확하게 모델링해 계산 오류를 줄이고 시뮬레이션의 전반적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Quantum Ckt Sim 설계 및 시뮬레이션 솔루션은 Keysight ADS에 RF/DC SQUID, SNAIL, FLUXONIUM, SNAKE 등 가장 자주 사용되는 양자 장치의 라이브러리를 포함하고 있다. 또한 하모닉 밸런스, 시간 영역을 위한 과도/컨볼루션, 변조 영역을 위한 회로 엔벨로프, x-파라미터 비선형 모델 생성기 등 다양한 비선형 회로 시뮬레이터를 제공한다. 외부 자속을 통해 초전도 회로를 구동해 고급 양자 컴퓨팅 응용에서 양자 회로를 더욱 정밀하게 제어할 수 있고, 양자 시스템의 출력 체인에서 판독 충실도를 향상시키는 중요한 구성 요소인 양자 증폭기를 포함한 파라메트릭 양자 회로의 설계를 단순화했다.
 
구글 퀀텀 AI의 연구 과학자 오퍼 나만(Ofer Naaman)은 "이제 초전도 소자의 ADS 주파수 도메인 시뮬레이션에서 양자화 조건을 적용할 수 있는 Quantum Ckt Sim을 사용할 수 있다”며 “이는 지금까지 마이크로파 초전도 회로 설계에서 최신 EDA 도구의 유용성이 제한되었던 중요한 기능이다"라고 말했다.
 
키사이트 EDA 퀀텀 솔루션 기획 책임자 모하메드 하산(Mohamed Hassan)은 “우리는 양자 애플리케이션과 그 이상을 위한 초전도 마이크로파 회로의 설계 간소화를 위해 EDA 기능을 활용했으며, 이러한 발전으로 양자 엔지니어는 특히 양자 컴퓨터의 큐비트 판독에 중요한 전력 처리 및 대역폭 측면에서 파라메트릭 양자 회로의 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

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