gdsql 0.3.0

Python package for designing superconducting quantum chips

GDSQL 0.3.0

GDSQL（GDSII Quantum Layout）是基于gdsfactory[v7]的封装，相比之前的sqc-painter，绘制版图的速度提升超过100x，且无须依赖KLayout。

针对超导量子芯片版图绘制，提供了常用的图形库，包含CPW控制线、TSV、量子比特、短路谐振器、开路谐振器、RF-SQUID，目标是支持千比特版图的绘制。

通过图形库，可以快速生成仿真用的gds文件，用于SONNET、ANSYS、InductEX仿真，已开发SONNET、ANSYS部分自动化仿真功能。

安装说明

需要安装gdsfactory，该包是画图功能最基础的依赖，推荐在Anaconda环境下安装，python=3.11。

[注意] 目前gdsfactory官方更新到v8，但发现其PDK相关内容与gdsql不兼容，而且不支持shapely图形作为Cell的输入，需要替换成klayout格式，即shape模块需要全部重写。因此较长一段时间内仍用v7版本。

根据需要的功能，可选择性地安装以下的包：

• pandas, openpyxl： 网表导出功能。
• plotly, nbformat： 在jupyter notebook内预览布线路径功能。
• klive：可快捷传输版图到klayout内查看，需要在klayout内安装klive[v0.3.2]插件，在Tools -> Manage Packages搜索插件名字进行安装，该插件只支持v0.28.17及以上版本的klayout。

conda create -n gdsql-env python=3.11
activate gdsql-env
pip install gdsfactory==7.27.1
pip install pandas openpyxl plotly nbformat

使用说明

先通过gq.Cell建立画图单元，然后添加gq.cpw，gq.pad，gq.via等图形，并指定图层名称或者图层编号。

图层名称和图层编号的映射关系见PKD说明。 在任何一个需要指定图层的函数里，图层名称和图层编号可以混用。 比如下面2种写法的效果相同：

c.add_polygon(gq.via(40,40),(11,0))
c.add_polygon(gq.via(40,40),"ViaB")

[注意] GDSQL 仍处于试验阶段，预计会在不通知的情况下更改 API（尽管我们会尽量减少更改！）。详细说明请见此处

基础方法

通过手动拼接画图，cpw图形只需要设定途径点和转弯半径，就能自动转弯

import gdsql as gq
c = gq.Cell()
c.add_polygon(gq.cpw(2,4,[(0,0),(200,0),(0,200),(200,200)],radius=50,startcut=50,endcut=50),"METB")
c.add_polygon(gq.pad(30,50,2,4,50),"METB")
c.add_polygon(gq.via(40,40),"ViaB")
c.add_polygon(gq.pad(30,50,2,4,50,angle=180,xoff=200,yoff=200),"METB")
c.add_polygon(gq.via(28,10,dh=20,angle=180,xoff=200,yoff=200),"ViaB")
c.write_gds("demo.gds")  # write it to a GDS file. You can open it in klayout.
c.show()  # show it in klayout
c.plot()  # plot it in jupyter notebook

高级方法

通过已配置好的画图参数gq.RouteConfig画图

import gdsql as gq
route_config = gq.RouteConfig(cpw_ab_existence=True,cpw_ab_simu=True)
line = [(0,0),(200,0),(0,200),(200,200)]
c = route_config.generate_cell(line)
c.plot()

导出方式

导出加工用版图时直接用write_gds，可以保留cell结构，减小文件体积。

如果想要用sonnet或者inductEX进行仿真，建议用write_flatten_gds。

c.write_flatten_gds('flattend demo.gds') # export flattened cell
c.write_gds('demo.gds') # export unflattened cell

默认PDK

内置默认PDK，包含图层名称和图层编号，图层颜色的映射信息。

LAYER_VIEWS = gq.PDK.layer_views
c = LAYER_VIEWS.preview_layerset()
c.plot()