Keysight Technologies vừa giới thiệu Quantum System Analysis, một giải pháp mô phỏng lượng tử cấp hệ thống (system-level) giúp kỹ sư và nhà nghiên cứu tối ưu hóa thiết kế mạch lượng tử với độ chính xác cao. Đây là nền tảng mới nhất trong danh mục Quantum EDA của Keysight, cùng với các công cụ quen thuộc như Quantum Layout, QuantumPro EM và Quantum Circuit Simulation.
Giải pháp được ra mắt đúng thời điểm khi Giải Nobel Vật lý 2025 vinh danh những thành tựu trong mạch lượng tử siêu dẫn (superconducting quantum circuits) – lĩnh vực mà Keysight đang tập trung phát triển mạnh mẽ. Điều này càng khẳng định tầm nhìn của Keysight trong việc hỗ trợ cộng đồng nghiên cứu lượng tử toàn cầu.
Thách thức của mô phỏng hệ thống lượng tử ở cấp hệ thống
Thiết kế và mô phỏng hệ thống lượng tử là một trong những công việc phức tạp nhất hiện nay do phải kết hợp nhiều hiện tượng vật lý, bao gồm:
-
Mô phỏng điện từ trường (EM)
-
Mô phỏng mạch điện tuyến tính và phi tuyến
-
Động học lượng tử (quantum dynamics)
-
Ảnh hưởng của môi trường cryogenic (nhiệt độ thấp hơn -150°C)
Trước đây, kỹ sư phải sử dụng nhiều phần mềm rời rạc, tự ghép mô hình thủ công và thực hiện thử nghiệm liên tục trong môi trường siêu lạnh để xác nhận thiết kế. Quy trình này tốn kém, mất thời gian và độ chính xác không đồng đều.
Quantum System Analysis – Giải pháp hợp nhất quy trình mô phỏng lượng tử
Keysight phát triển Quantum System Analysis để giải quyết các hạn chế trên bằng cách:
1. Hợp nhất mô phỏng đa miền vật lý (multi-domain modeling)
Kết hợp đồng thời:
-
Mô phỏng lượng tử
-
Mô phỏng điện từ
-
Mạch analog và RF
-
Mô hình hóa môi trường cryogenic
Tất cả trong một công cụ duy nhất, giúp kỹ sư hình dung toàn bộ kiến trúc hệ thống.
2. Giảm mạnh nhu cầu thử nghiệm trong môi trường cryogenic
Bằng việc mô phỏng chính xác hơn ở nhiệt độ cực thấp, kỹ sư có thể:
-
Giảm số lần thử nghiệm hardware
-
Giảm chi phí thiết bị và vận hành cryostat
-
Tối ưu hóa thiết kế trước khi đưa vào lab thực tế
3. Tự động hóa quy trình thiết kế và tối ưu hóa
Công cụ hỗ trợ:
-
Trích xuất tham số linh kiện tự động
-
Tối ưu hóa thông số hệ thống
-
Phân tích tác động sai số chế tạo
-
Xác định hiệu năng trước khi sản xuất
4. Tương thích hoàn toàn với Quantum EDA của Keysight
Quantum System Analysis kết nối liền mạch với:
-
Quantum Layout – thiết kế hình học mạch lượng tử
-
QuantumPro EM – mô phỏng điện từ 3D chính xác cao
-
Quantum Circuit Simulation – mô phỏng động học lượng tử
Tạo thành một hệ sinh thái EDA hoàn chỉnh cho thiết kế lượng tử.
Lợi ích nổi bật đối với nhà nghiên cứu và kỹ sư lượng tử
Giải pháp của Keysight mang đến nhiều lợi thế:
-
Mô phỏng toàn diện hệ thống lượng tử ở cấp system-level
-
Rút ngắn thời gian R&D và kiểm thử
-
Tăng độ chính xác trong dự đoán hiệu năng thiết bị
-
Hạn chế rủi ro sai số khi chế tạo chip lượng tử
-
Giảm đáng kể chi phí và thời gian thử nghiệm cryogenic
-
Hỗ trợ phát triển chip lượng tử siêu dẫn, ion bẫy hoặc qubit lai
Nhờ đó, các nhóm nghiên cứu có thể tập trung nhiều hơn vào đổi mới thay vì xử lý các bước mô phỏng phức tạp.
Liên hệ ASIC Technologies để tư vấn giải pháp lượng tử từ Keysight. ASIC Technologies là nhà phân phối chính thức của Keysight tại Việt Nam, cung cấp tư vấn chuyên sâu và hỗ trợ demo các giải pháp Quantum EDA.