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4月30日,合肥本源量子计算科技有限责任公司(后简称“本源量子”)正式发布首个国产量子芯片设计工业软件(以下简称“Q-EDA”)——本源坤元(Origin Unit)全球用户可通过本源量子云平台直接在线访问和使用,未来可通过授权下载到本地部署。该软件同时支持超导半导体量子芯片版图自动化设计,是实现量子芯片自主研发及产业化生产的重要条件,成功填补了我国Q-EDA领域的空白,将助力我国量子科技稳步发展。

“换道超车”,打造首款国产量子芯片设计工业软件

芯片是新一代信息技术的核心,也是现代数字经济的基石。众所周知,我国的芯片技术一直处于国外“卡脖子”的窘境,“缺芯潮”、“芯片断供”等现象愈演愈烈。作为芯片之母的EDA技术,自诞生以来,就为传统芯片设计提供了巨大的便利,是IC设计中不可或缺的重要组成部分。一直以来,国际科技巨头Synopsys、Cadence、Mentor垄断了绝大部分EDA市场份额,几乎全球所有芯片设计公司都采用了这三家中至少一种软件。而我国EDA软件情况与国外差距巨大,缺乏核心竞争力。

随着量子计算技术的发展,传统EDA软件无法针对性支持量子芯片设计,不能进行器件结构的快速绘制。因此,国外早就展开关于Q-EDA的相关研究,美国桑迪亚国家实验室、IBM、芬兰IQM、荷兰代尔夫特理工大学已经开始量子芯片的版图设计和仿真功能等技术开发工作。反观国内,Q-EDA领域则是空白。

全球量子计算的竞争愈发激烈,中国的量子科技公司在与谷歌、IBM、英特尔这类国际巨头的竞争中充满危机,工业软件领域的短板必须要迅速补齐。在这种行业背景下,本源量子选择“换道超车”,努力走国产替代之路,坚定不移地开发出兼容超导和半导体两大物理体系的首个国产量子芯片设计工业软件“本源坤元”(Origin Unit),避免在量子计算机时代重蹈EDA技术受制于人的覆辙。

本源坤元官网首页

内置超导、半导体元器件库,全球用户可在线实现自动化智能设计

本次发布的本源坤元,改变了Q-EDA软件操作方式单一的现状,支持本地和线上两种部署模式,且具备相对Qiskit-Metal更贴近用户的图形化交互界面,可以有效避免对代码操作的依赖性问题。未来,本源坤元还将作为操作平台,应用于仿真工具的调度与结果分析。

全球用户可通过本源量子云平台访问和使用本源坤元。软件内置超导、半导体参数化元器件素材库,可通过元器件拼接完成量子芯片核心部分。以超导芯片版图为例,根据器件的特点,设计了关键点对齐功能,优化拼接效果,实现核心比特阵列的精准拼接。用户通过简单拖拽、排列组合,就能够迅速完成量子比特核心阵列的设计。而对于外围复杂的布线和辅助结构配置工作,通过简单配置工艺规范,本源坤元可以自动完成最终版图,原本数周才能完成的工作,仅需要数分钟就可以快速完成,大大提升了设计效率。

在程序开发技术方面,本源坤元基于网站的云端开发模式,集成多种云端开发工具,并为后续仿真功能的搭载预留了空间。

元器件库展示

自动工具

6bit版图

填补国内Q-EDA工具领域空白,本源量子助力量子科技走出实验室

近年来,量子科技发展突飞猛进,各国对于技术制高点的争夺日益激烈,国内外政府纷纷加大投入力度。在政府政策的支持下本源量子一直积极致力于量子芯片设计工业软件Q-EDA技术领域的相关研究与开发。

本源量子是国内第一家将量子计算推向商用的公司,也是国内唯一一家具有全栈式开发能力的量子计算企业,公司以量子计算机的研发、推广、应用为核心,围绕量子计算机、量子芯片、量子测控、量子软件、量子云平台和量子教育等核心业务, 积极推动量子计算产业落地和量子计算生态体系建设。

为提高量子芯片制程效率,补缺行业短板。2021年,本源量子成立集团全资子公司本源科仪,本源科仪紧跟集团步伐,致力于解决量子芯片版图精准拼接、复杂版图设计简化的问题,将量子芯片设计效率提高,为下一阶段解决设计仿真问题奠定坚实基础,成为本源量子全栈式计算研发布局中稳固发展的一环。

当前Q-EDA尚处兴起阶段,但不久的将来,量子计算将会改变现有的产业格局,Q-EDA将走进大众视野,成为国产量子芯片崛起之路的坚强后盾。未来,本源坤元将针对市场需求,不断迭代升级,为用户提供更多智能化设计工具,实现自动布线、规则检查、3D模型以及仿真等多项功能。本源坤元的出现标志着中国量子科技领域的自主创新之路愈加光明。

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