Amazon представила новый квантовый чип Ocelot, который, по словам компании, на 5 лет приблизит создание полноценного квантового компьютера

 Amazon представила новый квантовый чип Ocelot, который, по словам компании, на 5 лет приблизит создание полноценного квантового компьютера

📉 Компания AWS утверждает, что новые чипы с архитектурой типа Ocelot потребуют в 5 раз меньше ресурсов на изготовление и сократят время исправления ошибок квантовых вычислений на 90%.

🐱 Для создания чипа Amazon с нуля придумала архитектуру с коррекцией, а не включила коррекцию ошибок в уже существующие прототипы. Ocelot состоит из 14 компонент: 5 кубитов данных, 5 «буферных схем» для стабилизации кубитов данных и 4 кубита для обнаружения ошибок. В качестве кубитов данных, которые используются для квантовых вычислений, компания использовала «кошачьи кубиты» (cat qubits), что помогло значительно снизить ресурсы, необходимые для квантовой коррекции ошибок.

Кошачий кубит существует одновременно в двух состояниях +α или -α, с чем и связано его название по аналогии с котом Шредингера. Достигается это за счет того, что кошачий кубит кодирует одну амплитуду осциллятора с противоположными фазами, в отличии от стандартного сверхпроводящего кубита, который кодирует одну амплитуду (+α или -α) и одну фазу осциллятора. Таким образом, кошачьи кубиты экономят логические кубиты, необходимые для коррекции ошибок, что уменьшает размер чипа. Сверхпроводящие кубиты обычно испытывают как ошибки переворота бита, так и ошибки переворота фазы на высоких частотах, кошачьи кубиты предлагают экспоненциальное уменьшение частоты ошибок переворота бита и линейное увеличение частоты ошибок переворота фазы. Значительное уменьшение количества ошибок переворота битов нивелирует рост количества ошибок переворота фазы.

🛠 Вторым преимуществом прототипа Amazon стало объединение кошачьих кубитов и дополнительных компонент квантовой коррекции ошибок на микрочипе. Ocelot состоит из двух микрочипов (площадью 1 см2), на поверхности каждого из которых расположены суперпроводящие элементы квантовой схемы, в частности кошачьи кубиты, сделанные из тантала. Материаловеды AWS придумали способ обработки тантала на кремниевом чипе, который повысил производительность кубита. В компании отмечают, что чип можно изготавливать масштабируемым образом с помощью процессов микроэлектронной промышленности.

📢 Несмотря на то, что Ocelot только прототип, директор AWS по квантовому оборудованию Оскар Пейнтер не скрывает оптимизм:

«Мы считаем, что если мы собираемся создавать практические квантовые компьютеры, квантовая коррекция ошибок должна быть на первом месте. В будущем квантовые чипы, построенные по архитектуре Ocelot, могут стоить в пять раз меньше существующих чипов из-за резкого сокращения количества ресурсов, необходимых для исправления ошибок. Мы считаем, что это ускорит наш график создания практического квантового компьютера на пять лет».