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Défis technologiques >> Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique
3 proposition(s).

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Electronique intégrée basse température pour la lecture de bits quantiques

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Intégration Gestion d'Energie Capteurs et Actionneurs

Thèse en physique ou/et microélectronique

PsD-DRT-20-0011

gael.pillonnet@cea.fr

Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique (.pdf)

Dans le cadre d'un programme de recherche stratégique pour le CEA dans le domaine du calcul quantique, vous étudierez et concevrez des circuits électroniques pour le multiplexage fréquentiel de la lecture d'une matrice de bits quantiques à basse température. Cette proposition vous est dédiée si vous recherchez un post doctorat au contenu technique ambitieux et si vous êtes désireux d'acquérir une expérience dans la recherche technologique. Ce post doctorat vous donne l'opportunité d'acquérir une expertise sur l'électronique intégrée basse température, dont les applications industrielles sont nombreuses (spatial, ordinateur quantique, télécommunication, défense...).

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Simulation et caractérisation électrique d'un cube logique / mémoire dédié au calcul dans la mémoire

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire d'Intégration des Composants pour la Logique

thèse en micro / nano-électronique

01-01-2020

PsD-DRT-20-0029

francois.andrieu@cea.fr

Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique (.pdf)

Pour répondre à différents enjeux scientifiques et sociétaux, les circuits intégrés de demain doivent gagner en efficacité énergétique. Or, la majorité de leur énergie est aujourd'hui consommée par les transferts de données entre les blocs mémoire et logique dans des architectures circuit de type Von-Neumann. Une solution émergente et disruptive à ce problème consiste à rendre possible des calculs directement dans la mémoire (« In-Memory-Computing »). Les nouvelles technologies de mémoires résistives non-volatiles et de transistors à nanofils de silicium développées au LETI et intégrées en 3D permettraient de proposer pour la première fois une solution technologique performante et viable à un calcul intensif dans la mémoire. Un projet transverse au leti a commencé sur le sujet: de l'application à l'implémentation technologique, en passant par le logiciel et le circuit. Le but est de créer des nano-fonctionnalités en mixant à très faible échelle des dispositifs logiques et mémoires à très grande densité et très grosses capacités. Un accélérateur circuit de In-Memory-Computing sera conçu et fabriqué au LETI, permettant d'améliorer les performances énergétique d'un facteur 20 par rapport à un circuit Von-Neumann de l'état de l'art. Le poste de post-doctorant proposé s'inscrit dans ce projet et vise à simuler et caractériser un CUBE logique/mémoire dédié au "In-Memory-Computing". Le post-doctorant réalisera des caractérisations électriques de transistors et mémoires pour calibrer des modèles et fera des simulations TCAD et spice pour aider au dimensionnement de la technologie et permettre la conception des circuits.

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Inductances pour la réflectométrie quantique

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire Composants Radiofréquences

01-04-2020

PsD-DRT-20-0039

jean-philippe.michel@cea.fr

Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique (.pdf)

L'ordinateur quantique est aujourd'hui un axe fort de recherche au CEA-LETI et dans de nombreux instituts et entreprises à travers le monde. La réflectométrie est une des grandes pistes envisagée pour la lecture des Qubits, composants de base du futur calculateur quantique. Les techniques de réflectométrie et de multiplexage fréquentiel permettant d'adresser la lecture de nombreux Qubits en parallèle nécessitent l'utilisation de résonateurs qu'il faut positionner au plus proche de la puce quantique. Les premières démonstrations effectuées avec des inductances discrètes ont montré des limitations en termes de taille et de couplage pour le multiplexage. Les technologies collectives d'intégration de composants passifs maitrisées au CEA-LETI peuvent répondre à ces contraintes dimensionnelles. En particulier, le CEA-LETI se positionne au meilleur niveau de l'état de l'art mondial dans l'intégration des inductances magnétiques sur silicium, avec des densités record (>3 000 nH/mm²). Une première mesure a déjà permis de valider le fonctionnement de la technologie magnétique à très basse température. La densité d'intégration, pouvant encore être augmentée avec l'utilisation de procédés mieux adaptés aux températures cryogéniques, devra nous permettre de démontrer la faisabilité d'un interposer inductif dédié à la lecture des Qubits par multiplexage massif. L'étudiant procédera à la caractérisation RF fine à température cryogénique des inductances magnétiques existantes et analysera les résultats obtenus pour décrire le comportement électrique et magnétique des composants. L'analyse bibliographique et les études déjà réalisées lui permettront de définir un nouvel empilement technologique combinant les avantages des matériaux magnétiques et des supraconducteurs pour réaliser des inductances RF compactes à fort coefficient de qualité. Sur cette base, il proposera des designs adaptés et préparera la réalisation d'un interposer inductif pour la réflectométrie quantique.

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