Simulation de Circuits Neuromorphiques CMOS-OxRAM Cryogéniques pour les Technologies Quantiques

  • Sherbrooke, QC
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  • 1 month ago
Offer DescriptionContexte : Une avancée en informatique quantique est la démonstration de systèmes comportant plus de 50 qubits supraconducteurs, montrant pour la première fois la suprématie quantique. D'autres technologies prometteuses sont les qubits de spin basés sur des boites quantiques (BQ) sur Si ou Ge. Elles tirent partie de la maturité des technologies CMOS pour offrir des dispositifs quantiques peu coûteux et hautement évolutifs. Des centres comme CEA, QuTech et Intel ont commencé à démontrer de qubits de spin de haute qualité basés sur des technologies CMOS avancées. Cependant, la calibration et le contrôle des BQ sont encore réalisés à la main avec une électronique classique encombrante située à l'extérieur du cryostat. L'absence de cryo-électronique entièrement intégrée capable de calibrer automatiquement les BQ rend actuellement impossible la construction d'un ordinateur quantique à grande échelle en raison du « goulot d'étranglement » du câblage entre les dispositifs quantiques et l'électronique de contrôle. Dans ce contexte, un consortium 3IT-1QBit composé de 10 chercheurs et ingénieurs de classe mondiale lance un ambitieux projet de recherche visant à résoudre ce problème. Celui-ci est axé sur le développement d'un simulateur de circuits neuromorphiques compatibles avec les conditions cryogéniques et basés sur des memristors TiO2 (i.e. OxRAM) et des composants CMOS interconnectés avec des matériaux supraconducteurs. Ces circuits CMOS-OxRAM permettront d'implémenter des réseaux neuronaux et des méthodes de calcul en mémoire dédiés à l'auto-calibration de BQ.Sujet : La personne recrutée sera chargée de développer un simulateur aux niveaux système et circuit pour le calcul en mémoire implémentée sur des puces CMOS-OxRAM cryogéniques. L'impact de la température et des contraintes/non-idéalités matérielles sera pris en compte grâce à des mesures expérimentales de circuits CMOS-OxRAM fabriqués dans le cadre du programme. Ce projet s'appuiera sur les travaux suivants du groupe du Pr. Dominique Drouin au 3IT :
  • Fully CMOS-compatible passive TiO2-based memristor crossbars for in-memory computing - ScienceDirect
  • Miniaturizing neural networks for charge state autotuning in quantum dots - IOPscience
Soutenu(e) par des collaborateurs dans les domaines des réseaux neuronaux, de l'ingénierie neuromorphique et de l'électronique cryogénique, l'étudiant(e) devra (i) construire l'architecture logicielle d'un simulateur système et circuit de réseaux neuronaux à base de memristors dédiés à la détection de formes dans des diagrammes de stabilité de BQ, (ii) mettre en œuvre des algorithmes d'auto-calibration de BQ, puis concevoir le circuit CMOS-OxRAM dédié à leur exécution, (iii) étudier l'impact des non-idéalités du circuit sur la précision de l'auto-calibration, (iv) participer à des caractérisations électriques des circuits CMOS-OxRAM à température ambiante et cryogénique dans le Quantum Fab Lab de l'IQ de l'UdeS, (v) développer des modèles cryogéniques de composants CMOS et OxRAM basés sur des données expérimentales et les implémenter dans le simulateur, (vi) fournir un environnement complet de simulation et de conception spécifiquement adapté à la cryo-électronique.Environnement de travail : La thèse sera réalisée sous la direction de Pr. Dominique Drouin au sein de L'IRT-LN2, un « International Research Laboratory » du CNRS. Pr. Fabien Alibart et Pr. Yann Beilliard participeront à l'encadrement. Le travail sera effectué principalement à l'Institut Interdisciplinaire d'Innovation Technologique (3IT) et à l'Institut Quantique (IQ) de l'UdeS, en collaboration avec l'entreprise 1QBit. Le 3IT est un institut spécialisé dans la recherche et le développement de technologies innovantes pour l'énergie, l'électronique, la robotique et la santé. L'IQ est un institut de pointe ayant pour mission d'inventer les technologies quantiques de demain et de les transférer en milieu industriel. 1QBit est un leader canadien dans le domaine du CQ, de l'IA et de l'informatique de haute performance. Son équipe multidisciplinaire conçoit des systèmes de contrôle, des compilateurs et des architectures de services pour les plateformes informatiques exotiques et de nouvelle génération. L'étudiant(e) bénéficiera ainsi d'un environnement exceptionnel où académiques et industriels collaborent pour développer les technologies futures de l'IA et du CQ.Funding category: Contrat doctoralPHD title: genie électrique et informatique
PHD Country: CanadaRequirementsSpecific RequirementsProfil recherché :Spécialisation en génie électrique et génie informatique
Atouts : compétences en réseaux de neurones, calcul en mémoire, circuits analogiques et modélisation de composants
Forte capacité d'adaptation, d'autonomie, de travail en équipe et de résolution de problèmes
Goût prononcé pour la conception de circuit, la simulation et la R&D interdisciplinaire
Français et anglais courantAdditional InformationWork Location(s)Number of offers available 1 Company/Institute Institut interdisciplinaire d'innovation technologique - Université de Sherbrooke Country Canada City Sherbrooke GeofieldWhere to apply WebsiteContact WebsiteSTATUS: EXPIRED

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