智货色编译 | 徐豫编纂 | 云鹏继谷歌、IBM、英特尔、微软等科技年夜厂之后，AWS也有自研的量子盘算芯片了。智货色2月28日报道，AWS（亚马逊云科技）昨夜宣布了其首款量子盘算芯片Ocelot，该芯片可下降超9成的量子偏差改正所需本钱，有助于做出更小、更牢靠且本钱更低的量子盘算机，从而减速现实量子盘算利用的开辟。Ocelot由加州理工学院 AWS 量子盘算核心的团队开辟，现已在AWS的量子盘算效劳平台Amazon Braket上开放应用。其采取了一种全新的架构计划，从泉源内置了偏差改正机制，并引入了“猫量子比特”（cat qubit）技巧。此中，“猫量子比特”这一称号取自经典的薛定谔猫思维试验。该技巧可能从实质上克制某些过错，以年夜幅增加实现量子偏差改正所需的资本。AWS的研讨职员初次将猫量子比绝技术与其余量子偏差改正组件，整合到一枚可应用微电子工艺年夜范围出产的微芯片上，即Ocelot。与从前的方式比拟，Ocelot可将实现量子偏差改正的本钱下降不止90%。这标记着AWS在构建适开元娱乐棋牌官方网站用容错量子盘算机方面获得了一项严重冲破。
开展全文 Ocelot是一款原型量子盘算芯片，此中“原型”是指该芯片处于测试跟研发阶段，旨在测试AWS量子偏差改正架构的无效性。Ocelot原型量子盘算芯片的中心技巧跟元件如下：1、芯片形成：它由两枚集成硅微芯片形成，每枚芯单方面积约1平方厘米，两者经由过程电气衔接叠加成一块芯片堆；2、名义构造：每枚芯片名义笼罩有形成量子电路元件的薄层超导资料；3、中心组件：Ocelot芯片由14个中心组件形成，包含5个数据量子比特（指猫量子比特）、5个用于稳固数据量子比特的“缓冲电路”（buffer circuits），以及4个用于检测数据量子比特过错的额定量子比特；4、猫量子比特：猫量子比特用于存储盘算中应用的量子态，其任务依附于一种称为振荡器（oscillator）的组件，后者会发生存在稳固时序的反复电旌旗灯号；5、振荡东西料：Ocelot的振荡器由一种名为钽（Tantalum）的超导资料薄膜制作，经由过程AWS自研技巧处置后可年夜幅晋升振荡器机能。
此中，猫量子比特应用存在断定振幅跟相位的相似经典状况的量子叠加来编码一个量子比特的信息。在Peter Shor于1995年宣布其首创性论文后未几，有研讨职员便开端研讨基于猫量子比特的替换纠错计划。猫量子比特的一年夜上风在于其自然对照特翻转（bit-flip）过错存在维护感化。比特翻转指的是一个比特的状况从0过错地变为1金宝搏188网址登录，或许从1过错地变为0，这种过错平日由硬件毛病、噪声、烦扰或其余外部要素惹起。经由过程增添振荡器中的光子数目，能够使比特翻转过错率呈指数级下降。这象征着，与增添量子比特数目比拟，研讨职员能够简略地增添振荡器的能量，从而年夜幅晋升纠错效力。从前十年中，很多首创性试验表现出猫量子比特的潜力。但是，这些试验年夜多会合于单个猫量子比特的演示，尚未处理猫量子比特是否集成到可扩大架构中的成绩。而AWS的Ocelot实现了猫量子比特跟可扩大架构的融会。在AWS量子硬件主管Oskar Painter看来，量子盘算机以后最年夜的成绩不只在于构建更多的量子比特，而在于让它们可能稳固牢靠地任务。量子盘算机面对的最年夜挑衅之一，是它们平日对情况中极渺小的变更，别名“噪声”（noise）异样敏感。振动、热量、来自手机跟WiFi收集的电磁烦扰，亦或是宇宙射线跟来自外太空的辐射，都可能使量子比特偏离其量子态，从而激发盘算过错。这也使得制作可能履行年夜范围、牢靠且无偏差盘算的量子盘算机变得极为艰苦。恰是为懂得决这一成绩，量子盘算机范畴衍生出了量子偏差改正技巧。该技巧经由过程在多个量子比特之间采取特别的编码方法，以“逻辑量子比特”（logical qubit）的情势来维护量子信息免受情况烦扰，同时还能在过错产生时进一步检测跟改正。不外，因为实现正确盘算所需的量子比特数目宏大，现有的量子偏差改正方式本钱极高。Painter说道：“咱们察看了别人怎样处置量子偏差改正，并决议走一条差别的途径。”AWS不采取现有架构后再试图增加偏差改正的方法，而是将量子偏差改正作为重要斟酌前提，来抉择其量子比特跟架构。Painter信任，假如要出产出适用的量子盘算机，量子偏差改正必需放在首位。别的，据Painter的团队估量，将Ocelot量子盘算芯片扩大为一台“可能对社会发生变更性影响的成熟量子盘算机”，所需资本仅为尺度量子偏差改正方式的非常之一。这一本钱的年夜幅下降，得益于AWS的多项技巧冲破。基于超导量子电路，Ocelot在以下3个慷慨面获得了严重的技巧冲破：1、初次实现了用于玻色子纠错（bosonic error correction）的可扩大架构，超出了传统量子比特计划在下降纠错开支方面的范围，玻色子纠错是一种应用玻色子（如光子）的量子态停止量子信息编码跟纠错的方式，猫量子比特恰是玻色子纠错的一种主要实现方法；2、初次实现了噪声偏置门（noise-biased gate），这是解锁构建存在硬件高效性且可扩大、存在贸易利用远景的量子盘算机所必须的要害技巧，其经由过程计划特别的量子门操纵，使得噪声重要表示为一品种型的过错（如相位翻转），而不是随机的多种过错范例，从而让偏置噪声更轻易被纠错码检测跟改正；
