Hierarchical simulation of quantum devices and circuits

量子器件和电路的分层模拟

基本信息

  • 批准号:
    0622146
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2006-09-01 至 2010-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract The objective of this research is to develop a hierarchical simulation of quantum circuits con-taining nanoscale electronic devices (molecules, nanotubes or semiconductor nanostructures) and interconnects. The quantum circuit modeling will enable the simulation of novel computing ar-chitectures where nanodevices may function differently from modern transistors and where op-timized circuit design may entail radically different patterns of device interconnections. The nanocircuits will be simulated by interfacing quantum mechanical models of nanodevices and semiclassical descriptions of the interconnects. The results will be cast in a form that incorpo-rates the physics of the nanodevices into compact models for circuit modeling. Intellectual merit: the proposed research reaches beyond the standard approaches that are inadequate for modeling nanoscale quantum devices and circuits for emerging technologies. It takes first-principles quantummechanical calculations to a new level of relevance for techno-logical applications by hooking up quantum devices into quantum circuits and simulating their behavior. The interface between quantum mechanical simulations and the Boltzmann equation is a major new frontier. Broader Impacts: The results of the nanocircuit simulations will be incorporated in device modeling tools, including "compact models" for circuit design. This simulation and modeling will contribute toward novel alternatives to conventional silicon-based electronics. On the educa-tional and outreach front, in addition to educating graduate and undergraduate students in areas bridging physics and electrical engineering, we will integrate the results of this research into the graduate curriculum to expose students to this novel interdisciplinary field.
摘要 这项研究的目的是开发包含纳米级电子器件(分子、纳米管或半导体纳米结构)和互连的量子电路的分层模拟。量子电路建模将能够模拟新颖的计算架构,其中纳米器件的功能可能与现代晶体管不同,并且优化的电路设计可能需要完全不同的器件互连模式。将通过连接纳米器件的量子力学模型和互连的半经典描述来模拟纳米电路。结果将以将纳米器件的物理原理纳入电路建模的紧凑模型的形式呈现。 智力价值:所提出的研究超出了标准方法,这些方法不足以为新兴技术的纳米级量子器件和电路建模。通过将量子设备连接到量子电路并模拟其行为,它将第一原理量子力学计算提升到技术应用的新水平。量子力学模拟和玻尔兹曼方程之间的接口是一个主要的新领域。 更广泛的影响:纳米电路模拟的结果将被纳入器件建模工具中,包括用于电路设计的“紧凑模型”。这种模拟和建模将有助于开发传统硅基电子产品的新颖替代品。在教育和推广方面,除了在物理和电气工程衔接领域对研究生和本科生进行教育外,我们还将把这项研究的成果整合到研究生课程中,让学生接触到这个新颖的跨学科领域。

项目成果

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Catalytically potent and selective clusterzymes for modulation of neuroinflammation through single-atom substitutions
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Haile Liu;Yonghui Li;Si Sun;Qi Xin;Shuhu Liu;Xiaoyu Mu;Xun Yuan;Ke Chen;Hao Wang;Kalman Varga;Wenbo Mi;Jiang Yang;Xiao-Dong Zhang
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    Xiao-Dong Zhang
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  • 通讯作者:
    Fucai Liu

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