Building a Machine Learning Accelerator with Silicon Dangling Bonds: From Verilog to Quantum Dot Layout
Notice bibliographique
Résumé
At a time when traditional CMOS technologies approach their fundamental scaling limits and artificial intelligence continues to escalate global computational demands, emerging post-CMOS technologies like Silicon Dangling Bonds (SiDBs) provide promising pathways towards energy-efficient computation. SiDBs offer atomic-scale precision and discrete charge control, enabling the realization of ultra-dense computational logic. However, manual layout design and verification have historically restricted the exploration and scalability of SiDB-based logic systems. To this end, this work demonstrates an automated, end-to-end Electronic Design Automation (EDA) flow for designing and synthesizing a core component of a Matrix Multiply Unit (MXU) from high-level Register-transfer Level (RTL) Verilog descriptions down to dot-accurate SiDB layouts. Leveraging recent advances in SiDB-focused EDA tooling, we demonstrate the first fully automated design flow capable of translating RTL descriptions into manufacturable quantum-dot layouts. The proposed hierarchical Verilog approach addresses existing EDA constraints while facilitating comprehensive operational verification via test benches. Additionally, our design process incorporates reliability-focused Figures Of Merit (FoMs), ensuring the selection of robust logic gates throughout synthesis. Our synthesized MXU Processing Element (PE) layout represents a significant milestone in SiDB logic design, bridging previously manuallyintensive workflows with scalable, automated methodologies. Despite achieving larger footprints than hand-crafted designs, the presented approach provides a valuable foundation for future optimization and widespread adoption of SiDB-based computing architectures.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».