論文の概要: Quantum Chip Paradigm Framework

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.17899v1
• Date: Tue, 16 Jun 2026 13:23:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-17 17:15:32.446573
• Title: Quantum Chip Paradigm Framework
• Title（参考訳）: 量子チップパラダイムフレームワーク
• Authors: Cai, Ling Qiao, Bin Yang, Fumin Luo, WeiGui Guo, GuoRong Zhang, XueFei Liu, Fan Xu, Qinglang Guo, Bin Wu,
• Abstract要約: 量子チップが実験室のプロトタイプからスケーラブルなエンジニアリングシステムに移行するにつれ、量子電子設計自動化(Q-EDA)が出現している。 本稿では、超伝導量子チップの設計が、初期の古典的EDAに類似した「SPICEモーメント」に近づいていることを論じる。 本稿では,Q-EDAをソフトウェアとしてだけでなく,量子チップ開発パラダイムの一部として扱う量子チップパラダイムフレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.158878953519485
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum Electronic Design Automation (Q-EDA) is emerging as quantum chips move from laboratory prototypes to scalable engineering systems. This paper argues that superconducting quantum chip design is approaching a "SPICE moment" similar to early classical EDA, where growing qubit scale, control complexity, frequency planning, packaging, process variation, and cryogenic measurement feedback require a shift from experience-based design to model-driven engineering. We propose a Quantum Chip Paradigm Framework that treats Q-EDA not only as software, but as part of the quantum chip development paradigm. Unlike classical HDL-first design, quantum chip design must begin with physical structures such as Josephson junctions, resonators, couplers, readout elements, control lines, and packaging environments. The framework emphasizes PCell-based modeling, SPICE-Q simulation, Quantum PDKs, and design-technology-measurement co-optimization. We further outline a hierarchical Q-EDA system spanning physical structures, qubit PCells, logical qubits, quantum arithmetic, functional quantum IP, and Quantum SoC systems. The key goal is to turn physical models, layout rules, simulation results, fabrication data, and measurement feedback into reusable and auditable engineering objects for large-scale quantum processors and fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子チップが実験室のプロトタイプからスケーラブルなエンジニアリングシステムに移行するにつれ、量子電子設計自動化(Q-EDA)が出現している。 超伝導量子チップの設計は、量子ビットスケールの増大、制御複雑性、周波数計画、パッケージング、プロセス変動、低温測定フィードバックが経験に基づく設計からモデル駆動工学への移行を必要とする古典的EDAに類似した「SPICEモーメント」に近づいていると論じる。 本稿では,Q-EDAをソフトウェアとしてだけでなく,量子チップ開発パラダイムの一部として扱う量子チップパラダイムフレームワークを提案する。 古典的なHDLファーストの設計とは異なり、量子チップの設計はジョセフソン接合、共振器、カプラ、読み出し要素、制御ライン、パッケージング環境などの物理的構造から始めなければならない。 このフレームワークは、PCellベースのモデリング、SPICE-Qシミュレーション、量子PDK、設計-技術-計測共最適化を強調している。 さらに、物理構造、量子PCell、論理キュービット、量子算術、関数量子IP、量子SoCシステムにまたがる階層的なQ-EDAシステムについて概説する。 鍵となる目標は、物理モデル、レイアウトルール、シミュレーション結果、製造データ、測定フィードバックを、大規模量子プロセッサとフォールトトレラント量子コンピューティングのための再利用可能な監査可能なエンジニアリングオブジェクトに変換することである。

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