Amazon kündigt Ocelot-Quantenchip an

Amazon Web Services (AWS) hat heute den Quantencomputer-Chip „Ocelot“ vorgestellt. Der neue Chip markiert einen wichtigen Meilenstein zur Entwicklung fehlertoleranter Quantencomputer, da er den Ressourcenbedarf für die Quantenfehlerkorrektur im Vergleich zu aktuellen Ansätzen um bis zu 90 Prozent reduzieren kann.

Zum Hintergrund: Quantencomputer arbeiten mit Qubits, wodurch komplexe Aufgaben viel schneller als mit herkömmlichen Computern gelöst werden können. Allerdings sind diese extrem anfällig gegenüber Störungen aus der Umgebung, was zu Rechenfehlern führen kann. Um diese Fehler zu beheben, nutzt man die Quantenfehlerkorrektur, die zwar wirksam ist, aber viele zusätzliche Qubits benötigt und dadurch die Komplexität und Kosten erhöht. Eine effiziente Quantenfehlerkorrektur ist daher ein Schlüssel für praxistaugliche Quantencomputer.

Ocelots innovative Architektur wurde von Grund auf mit dem Fokus auf Quantenfehlerkorrektur entwickelt und setzt auf sogenannte Cat-Qubits – benannt nach dem bekannten Gedankenexperiment „Schrödingers Katze“. Cat-Qubits unterdrücken bestimmte Fehlerarten von Natur aus, was die Quantenfehlerkorrektur vereinfacht. AWS demonstriert mit dem Chip erstmals, dass die Cat-Qubit-Technologie und zusätzliche Komponenten zur Quantenfehlerkorrektur in einen Mikrochip integriert werden können.

Wissenswerte Fakten:

• Ocelot ist ein Prototyp-Chip, der die Wirksamkeit der AWS Architektur zur Quantenfehlerkorrektur testen soll.
• Ocelot wurde am AWS Center for Quantum Computing am California Institute of Technology entwickelt.
• Der Chip besteht aus zwei integrierten Silizium-Mikrochips mit einer Fläche von jeweils etwa 1 cm2.
• Ocelots Schaltkreise umfassen 14 Kernkomponenten, darunter fünf Daten-Qubits, fünf „Pufferschaltkreise“ zur Stabilisierung der Daten-Qubits und vier zusätzliche Quibits zur Fehlererkennung.
• Hochwertige Oszillatoren aus supraleitendem Tantal speichern die für die Berechnung verwendeten Quantenzustände.
• Materialwissenschaftler von AWS haben ein spezielles Verfahren zur Verarbeitung von Tantal auf dem Siliziumchip entwickelt, um die Leistung der Oszillatoren zu erhöhen.
• Amazon Braket bietet Zugang zu verschiedenen Arten von Quantencomputing-Technologien.

Weitere Informationen finden Sie

• im Amazon Science Blogbeitrag
• im About Amazon Blogbeitrag
• in der Wissenschaftspublikation Nature zu den Forschungsergebnissen

An AWS engineer installs magnetic shielding around a quantum processor prior to testing at the AWS Center for Quantum Computing in Pasadena, Calif. Credit: AWS

Internals of a dilution refrigerator at the AWS Center for Quantum Computing in Pasadena, Calif. Credit: AWS