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양자 오류 정정(QEC) 신드롬 전송의 대역폭 및 전력 문제를 해결하기 위한 극저온 압축 프레임워크 CryoZip을 제안합니다. 22nm FDSOI 공정에서 구현된 이 설계는 기존 압축기 대비 높은 압축률과 에너지 효율을 달성했습니다.
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원문 바로가기결함 허용 양자 컴퓨팅 (Fault-tolerant quantum computing)의 확장은 4 K에서 상온 (RT) 인터페이스 사이의 제한된 대역폭과 전력 예산으로 인해 점점 더 제약을 받고 있습니다. 본 논문에서는 현실적인 회로 수준의 노이즈 환경에서 4 K에서 RT 사이의 신드롬 전송을 줄이기 위해, 경량 극저온 양자 오류 정정 (QEC) 프리디코더 (predecoder)와 협력하는 교차 스택 극저온 압축 프레임워크인 CryoZip을 제시합니다. CryoZip은 에너지 효율을 극대화하기 위해 엄격한 디코딩 지연 시간 제약 조건 내에서 크기가 조정된 슬라이딩 윈도우 압축 아키텍처를 사용하여 희소 신드롬 벡터 (sparse syndrome vectors)를 대상으로 합니다. 우리는 4 K에서 특성화된 22 nm FDSOI에서 이 설계를 구현하고 평가하였으며, 실제적인 하드웨어 데이터를 얻기 위해 벡터 기반의 전력, 성능 및 면적 분석을 사용하였습니다. CryoZip은 다양한 QEC 코드에 대해 최신 압축기보다 1.8배 높은 최대 48배의 압축률을 달성하는 동시에 4~26배의 에너지 절감을 제공합니다. QEC 프리디코더와 결합될 경우 14,238배 이상의 대역폭 감소를 가져오며, 현실적인 QEC 인터페이스 오버헤드를 고려하면 에너지 절감은 42배까지 증가합니다.