Architektonische Herausforderung für kryogene Supraleiter-Computer

Die Single-Flux-Quantum (SFQ) Logik, die in einer Umgebung von 4,2 Kelvin mit einem supraleitenden Zustand arbeitet, ist ein vielversprechender Kandidat, um extrem leistungsfähige, energieeffiziente Computer zu erreichen. Josephson-Kontakte (JJs) werden als Schaltelemente in der SFQ-Logik verwendet, um einen Supraleiter-Ring zu bilden, der ein einzelnes magnetisches Flussquant speichern und übertragen kann. Es funktioniert grundsätzlich mit der spannungspulsgetriebenen Natur, was extrem niedrige Latenz und energieeffiziente JJ-Schaltungen ermöglicht. Dieser Vortrag präsentiert unsere Forschungsaktivitäten zur Computerarchitektur für SFQ-Logik, die sich auf klassische und Quantencomputer richtet. Die wichtigste Erkenntnis, die wir gewonnen haben, ist, dass eine tiefe, effiziente Zusammenarbeit zwischen Computerarchitekten und Gerätewissenschaftlern erhebliches Potenzial hat, um Durchbrüche im Design von Computersystemen zu erzielen. Basierend auf einer solchen konkreten Zusammenarbeit haben wir hochmoderne architektonische Techniken für die klassische Datenverarbeitung eingeführt, die auf SFQ-basierten Verarbeitungselementen, KI-Beschleunigern usw. abzielen. Derzeit versuchen wir, unsere Technologien für die Kontrolle/Verwaltung von Supraleiter-Qubits zu erweitern, die erforderlich sind, um skalierbare kryogene Quantencomputer mit über 1 OK zu erreichen. Dieser Vortrag diskutiert abschließend die zukünftigen Trends solcher Architekturen der nächsten Generation.