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

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Etude de capacités variables MEMS électrostatique pour du calcul booléen électromécanique à haute température

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire Gestion de l'Energie, Capteurs et Actionneurs

PhD

01-01-2021

PsD-DRT-21-0013

gael.pillonnet@cea.fr

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

L'objectif est de proposer un dispositif MEMS permettant de réaliser des capacités variables à N électrodes par commande électrostatique. Ce type de dispositif est l'élément de base d'une famille de portes logiques dites « logique adiabatique capacitive », notamment robuste aux variations de température. Ce programme de recherche amont s'inscrit dans une approche en rupture par rapport aux circuits numériques de type semi-conducteur en autorisant la différentiation des états logiques à des températures supérieures à 500°C. Le post-doctorant proposera, modélisera, simulera, fabriquera et caractérisera ces structures pour valider le concept théorique proposé récemment par des chercheurs du CEA-Leti. Le programme de recherche implique d'autres partenaires pour tester les dispositifs MEMS dans des environnements sévères, mixant haute température et fortes radiations, ce qui permet au post doctorant de s'immerger dans un contexte collaboratif.

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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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Architecture numérique de contrôle de Qubits passant à l'échelle pour l'ordinateur quantique

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Intégration Silicium des Architectures Numériques

Doctorat en informatique ou microélectronique

01-01-2021

PsD-DRT-20-0116

eric.guthmuller@cea.fr

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

Le passage à l'échelle de l'accélérateur quantique à plusieurs centaines de Qubits impose de revoir l'architecture de contrôle de la matrice en la répartissant entre les parties cryogéniques (sub-K et 4K) et l'extérieur du cryostat à température ambiante. En effet, un certain nombre de contraintes liées à l'utilisation d'un cryostat (thermiques, mécaniques) et aux propriétés des Qubits (nombre, fidélité, topologie) influent sur les choix architecturaux tels que le contrôle des Qubits, le jeu d'instructions, le stockage des mesures, le parallélisme des opérations ou la communication entre les différentes parties de l'accélérateur par exemple. L'objectif de ce post-doctorat est de définir l'architecture hors-cryostat à moyen (100-1000 Qubits) et long terme (plus de 10 000 Qubits) en partant des interfaces logicielles existantes dans les intergiciels de programmation quantique et en prenant en compte les contraintes du réseau de Qubits physiques développé au LETI.

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