哥伦比亚大学工程师首次在紧凑型芯片构建高性能非互易器件,性能提升25倍

哥伦比亚大学工程师首次在紧凑型芯片上构建高性能非互易器件,其性能比之前的工作提高了25倍。为从双向无线到量子计算的应用铺平了道路。功率处理是这些循环器最重要的指标之一,新芯片可以处理几瓦的功率,足以应付功率约为一瓦特的手机发射器。这款新芯片是DARPA SPAR(射频信号处理)项目中的佼佼者,该项目旨在将这些设备小型化并提高性能指标。

哥伦比亚大学工程师首次在紧凑型芯片构建高性能非互易器件,性能提升25倍
具有瓦特级功率处理功能的单芯片循环器照片

该研究小组是唯一一个将这些非互易器件集成到一个紧凑型芯片上研究团队,而且还展示了比以前研究工作高出几个数量级的性能指标。这个研究团队的研究重点是为新型高频无线应用开发集成电子技术。早期工作成果比新设备性能低25倍。现在,研究团队已经弄清楚了如何在紧凑芯片中构建这些单向设备,从而使它们变得更小、成本更低以及变得普及。这将改变从VR头戴式耳机到5G蜂窝网络再到量子计算机的各种电子应用程序。

传统的 “单向 “器件是利用铁氧体等磁性材料构建的,但这些材料无法集成到现代半导体制造工艺中,因为它们过于笨重和昂贵。虽然在不使用磁性材料的情况下制造非互易元件历史由来已久,但半导体技术的进步已将其推向了最前沿。该研究小组一直专注于开发时变电路,特别是由时钟信号驱动的电路,这些电路已显示出可实现非互易响应。

在过去的四年里,该研究小组一直专注于无线应用中非互易器件开发,例如全双工无线。现在他们已经开发出这种有前途的新型紧凑型芯片,并将目光转向了量子计算。量子计算机使用环形器和隔离器等组件来读取量子位而不会干扰它们。目前在这些低温量子计算机中使用了磁环器和隔离器,但它们体积大,价格昂贵,成为实现大算力量子计算机的瓶颈之一。该研究小组正在研究使用超导隧道结实现芯片级低温循环器,可以直接与量子比特集成,这将大幅降低成本和体积。

上一篇:

下一篇:


标签