在之前的文章中，我們介紹了量旋科技第一代標準化、量產(chǎn)型的超導(dǎo)量子芯片——“少微”。高性能量子芯片的誕生，離不開先進的量子EDA軟件。除了需要獨特的量產(chǎn)制造工藝和生產(chǎn)線，領(lǐng)先的量子EDA軟件，也是實現(xiàn)量子芯片的高性能和快速升級迭代的關(guān)鍵。

芯片設(shè)計至關(guān)重要量子EDA軟件面臨諸多挑戰(zhàn)

一般來說，設(shè)計一個芯片的難度，不亞于制造一個芯片。
制程越先進，制造和研發(fā)的費用就越高昂。而為了盡量減少流片失敗造成的成本損失，在芯片設(shè)計中最為重要的環(huán)節(jié)之一，就是通過EDA軟件對芯片進行仿真測試，進而確認芯片的功耗、噪聲、散熱、靜電等問題，不允許有絲毫差錯。

在芯片發(fā)展的早期，由于電路結(jié)構(gòu)尚不復(fù)雜，工程師是通過手工方式繪制線路版圖。然而這種方式耗時耗力且容易出錯，因此，隨著時代的發(fā)展，EDA軟件應(yīng)運而生。

EDA軟件是電子設(shè)計自動化（Electronics Design Automation）的簡稱，是芯片設(shè)計的必備工具，也是芯片產(chǎn)業(yè)鏈上除了光刻機外的另一個“卡脖子”環(huán)節(jié)。

自上世紀八十年代誕生以來，EDA軟件大大降低了超大規(guī)模集成電路的設(shè)計難度，通過EDA軟件，工程師只需將芯片的設(shè)計語言編譯成邏輯電路，然后再進行調(diào)試即可。

正如文檔編輯需要Office，圖片編輯需要Photoshop一樣，利用EDA軟件平臺，芯片開發(fā)者才能夠進行電路設(shè)計、性能分析，進而生成芯片電路版圖。

可以說，沒有EDA軟件，一款芯片就不可能被制造出來。

量子EDA軟件，主要是針對量子芯片的設(shè)計自動化軟件，用戶通過在軟件中輸入?yún)?shù)，模塊化、自動化生成想要的芯片布局，用代碼來替代芯片設(shè)計中重復(fù)、繁瑣的工作，從而提高芯片設(shè)計的效率和速度。

然而由于涉及復(fù)雜的電路布線、元器件庫的完善程度、設(shè)計流程的效率高低，量子芯片EDA的研發(fā)，面臨著許多普遍的技術(shù)難點，對這些問題的處理，也決定了一款量子EDA產(chǎn)品的效能：

第一，電路布線復(fù)雜。由于量子電路的高度復(fù)雜和嚴格的物理限制，有效而準確地布線變得極其困難。量子比特之間的相互連接，必須精心規(guī)劃和設(shè)計，以確保信號傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。然而，隨著量子芯片規(guī)模的不斷增大，量子比特數(shù)量的進一步增加，某種程度也加劇了布線的復(fù)雜度。因此，高效智能的自動布線工具，就顯得非常重要。

第二，元器件庫不完善。量子芯片所需的元器件，具有高度特殊化和定制化要求，包括超導(dǎo)線、諧振器、耦合器等。然而，目前大多數(shù)產(chǎn)品中，可用的元器件庫仍然相對有限，無法滿足設(shè)計中的多樣性和靈活性需求，進而限制了設(shè)計師的選擇創(chuàng)新空間。

第三，設(shè)計流程低效。一般來說。量子芯片的設(shè)計流程，通常需要進行多次迭代和優(yōu)化，涉及到布局、布線、仿真、驗證等多個環(huán)節(jié)。然而，傳統(tǒng)的設(shè)計工具和流程，往往不夠高效和集成，導(dǎo)致設(shè)計過程耗時且復(fù)雜，也制約了整體的工作效率和設(shè)計周期。

天乙EDA：高效、智能、易用助力超導(dǎo)量子芯片快速迭代

2023年4月，量旋科技正式對外發(fā)布了量子芯片EDA天乙，旨在為研究人員和工程師提供高效、智能、易用的量子芯片設(shè)計和仿真工具。憑借天乙EDA高效智能的芯片設(shè)計能力，實現(xiàn)超導(dǎo)量子芯片的快速迭代和工藝優(yōu)化。

經(jīng)過研發(fā)團隊的創(chuàng)新設(shè)計，量子芯片EDA——“天乙”取得了一系列突破：

首先，天乙EDA集成了智能化的全自動布線功能，可以有效避免手動布線繁瑣耗時的過程，大大提升了設(shè)計人員的工作效率。為實現(xiàn)這一性能，量旋的工程師們，進行了多輪的參數(shù)迭代和設(shè)計優(yōu)化，制定了合適的布線算法和策略，以實現(xiàn)全自動布線的高效和準確。

通過優(yōu)化算法模型，天乙EDA能夠自動分析電路拓撲結(jié)構(gòu)、智能選擇合適的連接方式，進而提高布線的質(zhì)量和效率，提升芯片制造的成功率和可靠性。同時，通過優(yōu)化線路連接方式，減少線路長度和面積占用，天乙EDA還能夠幫助提高芯片的集成度，為超導(dǎo)量子芯片的設(shè)計應(yīng)用，帶來更大的靈活性。

其次，天乙EDA擁有豐富的超導(dǎo)量子芯片元器件庫。用戶可以根據(jù)設(shè)計需求，靈活修改元器件的參數(shù)，并且支持定制化的元器件設(shè)計，能夠滿足不同應(yīng)用場景的設(shè)計要求。為此，產(chǎn)品團隊投入了大量精力，對超導(dǎo)量子芯片的元器件進行了廣泛收集整理，不斷更新和完善元器件庫，為用戶提供最新的設(shè)計資源。

此外，天乙EDA擁有友好的交互界面，直觀、簡潔、響應(yīng)迅速，降低了使用門檻。通過直觀的圖形界面和清晰的操作指引，設(shè)計人員能夠快速上手并高效操作。

值得一提的是，此次發(fā)布的天乙EDA，是基于Web端的軟件，用戶可以隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)訪問使用，同時也方便多人協(xié)同和遠程合作。

下一步：自動布線更智能，仿真平臺全對接

未來，在天乙1.0的基礎(chǔ)上，量旋的團隊將繼續(xù)豐富元器件庫，開發(fā)更加智能的自動布線算法，并且實現(xiàn)與仿真平臺的完全對接，以滿足用戶多層次的需求：

更加豐富的元器件庫：涵蓋更多類型的超導(dǎo)量子芯片元器件，將為用戶提供更多的選擇和靈活性，滿足不同應(yīng)用場景的需求。

更加智能化的自動布線算法：進一步提高布線的準確性和效率，幫助用戶更好地優(yōu)化芯片設(shè)計，提升性能和可靠性。

與仿真平臺的完全對接：以實現(xiàn)更加全面的設(shè)計和驗證能力，用戶可以在同一環(huán)境下進行設(shè)計、仿真和驗證，提高工作效率并確保設(shè)計的準確性。

我們相信，未來天乙EDA軟件能以更快的速度進行迭代升級，在超導(dǎo)量子芯片及相關(guān)器件的設(shè)計中，發(fā)揮重要的作用，持續(xù)為用戶提供性能強大的高質(zhì)量芯片產(chǎn)品，成為科學(xué)研究和產(chǎn)品開發(fā)的得力助手，推進在人工智能、新能源材料、金融科技等領(lǐng)域的科研和應(yīng)用。