CONVERSOR DE FREQUÊNCIA INTEGRADO PARA APLICAÇÕES EM COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
Computação quântica, conversor de frequuência, cryo-CMOS.
Computadores quânticos baseados em qubits supercondutores requerem manipulação e leitura precisas dos qubits, fundamentais para garantir a fidelidade do sistema. A separação física entre a eletrônica de controle, que opera à temperatura ambiente, e o processador quântico, que funciona em condições criogênicas, impõe limitações à escalabilidade dos qubits. A tecnologia CMOS operando em temperaturas criogênicas de -269°C (cryo-CMOS) possibilita uma integração mais próxima com o processador, reduzindo o número de interconexões necessárias. Neste trabalho, é proposto um conversor de frequência integrado, implementado em tecnologia CMOS IHP 130 nm e otimizado para operação criogênica. O circuito proposto consiste em um misturador ativo de conversão ascendente baseado em célula Gilbert duplamente balanceada, conectado a um oscilador LC de acoplamento cruzado. Simulações pós-layout indicam um ganho de conversão de 6,13 dB, figura de ruído de 7,34 dB, ponto de compressão de 1 dB de -9,72 dBm e IIP3 de 0,42 dBm a -269 °C. Os resultados indicam que a operação em baixa temperatura melhorou o ganho de conversão e reduziu a figura de ruído, com impacto leve na linearidade do sistema.