总部位于蒙特利尔的软件公司 Nanoacademic Technologies Inc. 很高兴地宣布向量子学术界发布其创新的自旋量子比特建模工具 QTCAD。
经过几年的开发和参考量子电子原子解算器的交叉代码启发，Nanoacademic 实现了 QTCAD 的开发，这是其针对量子设备硬件设计人员的最新高级仿真工具。
量子技术计算机辅助设计（因此称为“QTCAD”）是一种有限元方法 (FEM) 模拟器，用于在原型和系列制造操作之前预测固态自旋量子比特器件在低于 K 温度下的性能。这种独特的工具可以显着节省成本，可以探索半导体中的许多设计场景。
QTCAD 使用非线性泊松、薛定谔和多体求解器在 kp 理论内计算限制在纳米结构中的电子或空穴的包络函数和能级。QTCAD 可以预测关键的量子比特性能指标，例如电子或空穴限制、库仑阻塞和栅极保真度等。
为了帮助量子工程师方便地设计未来量子技术的基本模块和组件，Nanoacademic 开发了特定功能以促进求解器收敛。特别是，QTCAD 包括一种自适应网格技术，可在低温下实现稳健的收敛，能够匹配自旋量子比特操作的实验现实，并通过自动化网格生成步骤为用户节省大量时间。此外，QTCAD 包括一个 Python API，用于将设备布局（GDS 文件）转换为 3D 结构，从而实现可编写脚本和可定制的模拟工作流程。
Nanoacademic表示：创新是我们的主要目标，也是我们软件开发方法的核心；因此，QTCAD 还有其他几个正在开发中的高级功能，这些功能将在不久的将来发布。
用 Nanoacademic 量子技术总监兼 QTCAD 软件开发团队负责人 Félix Beaudoin 博士的话来说：“类似于半导体行业的 TCAD 软件，QTCAD 将导致更严格的样品设计，从而减少试错，从而缩短原型周转率，加速从理论思想到实用设备的技术转移。最终，我们相信 QTCAD 将帮助学术和工业研发团队实现自旋量子比特技术的全部潜力，其纳米级足迹和与标准半导体制造工艺的兼容性原则上允许在单个芯片上安装数百万个量子比特。“
如果没有我们在魁北克（MEI、Institut Quantique、麦吉尔大学）和加拿大 (NRC) 当地合作伙伴的财务和技术帮助，QTCAD 的开发是不可能的。此外，我们感谢支持我们的技术和科学国际合作伙伴（法国的 STMicroelectronics、芬兰的 VTT、东北工业大学和一些日本顶尖大学），他们的观点和建议与他们的具体发展背景有关，帮助我们推动我们代码的可行性限制并丰富 QTCAD 功能的范围。
现在 QTCAD 已经发布并准备好购买许可证，我们很自豪地向我们的全球学术受众提供这个第一个版本，可以在单个用户和研究组之间进行选择。现在有一个 30 天的免费试用版供感兴趣的用户测试该软件；此外，我们计划在今年晚些时候为工业用户发布 QTCAD 专业版。
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