Amazon 推出首款量子芯片 "Ocelot"，采用创新架构

Amazon Web Services Inc. (AWS) 今天发布了其首款量子计算芯片，并表示这是第一代具有优秀纠错能力的硬件，这一突破有望解决量子计算技术扩展的难题。

这款名为 Ocelot 的新处理器采用了创新方案，与现有技术相比，将量子纠错的实现成本降低了高达 90%。

AWS 从零开始构建了一个专门的架构，使用了所谓的"猫量子比特"技术。AWS 量子计算中心的研究人员最初于 2021 年提出了这一方法，并最近在 Nature 期刊上发表了描述这种纠错技术的论文。这项技术的命名灵感来自著名的"薛定谔的猫"思想实验。

在量子计算机中，量子比特是用于计算的基本信息单位，相当于经典计算中表示 1 或 0 的比特，但它可以同时存在于多个状态。这使得量子计算机能够极快地进行计算。问题在于，物理量子比特极其脆弱，容易受到电磁辐射、热量甚至微小振动等外部干扰的影响，从而产生噪声和错误。

猫量子比特通过使用振荡器组件来存储用于计算的量子态，这些振荡器能产生具有稳定时序的重复电信号。这种信号用于防止一种在硬件中难以纠正的相位偏移错误。芯片中的高质量振荡器由钽超导材料薄膜制成。

AWS 量子硬件主管 Oskar Painter 表示："随着量子研究的最新进展，实用、容错的量子计算机用于现实世界应用已不是能否实现的问题，而是何时实现的问题。Ocelot 是这一征程中的重要一步。"

Ocelot 是 AWS 创建的小规模原型，用于测试该架构方法的有效性。Amazon 表示，可能还需要数年的规模扩展，该架构才能准备好公开发布。目前，公司计划继续研究并将其作为进一步发展的基础。

Painter 补充道："我们才刚刚起步，我们相信还需要经过多个扩展阶段。目前，我们的任务是继续在量子计算技术栈上创新，不断检验我们是否使用了正确的架构，并将这些经验教训纳入我们的工程努力中。这是一个持续改进和扩展的飞轮。"

Ocelot 的发布紧随 Microsoft Corp. 发布其量子计算芯片 Majorana 1 之后，后者是一款八量子比特芯片，微软称这也是行业的一个突破。上周发布的微软芯片采用了称为 Majorana 费米子的准粒子，这种粒子可作为自身的反粒子，为计算提供量子态。

量子计算有望帮助解决现实世界中经典系统难以处理的复杂应用，如加快药物发现和开发、协助新材料生产，以及做出准确的投资策略预测。