AWS kunngjør ny kvantedatabrikke

Brikken som er designet fra bunnen av med feilkorreksjon som en integrert del av arkitekturen bruker en ny type qubits, kalt «cat qubits», som naturlig undertrykker visse feil. Noe som gjør kvantedatabehandlingen mer skalerbar og kan fremskynde utviklingen av praktiske kvantedatamaskiner med opptil fem år. 

Kvantedatamaskiners utfordringer og hvordan Ocelot løser dem

Kvantedatamaskiner har potensial til å revolusjonere teknologi og samfunn – fra kryptering til utvikling av nye materialer. I motsetning til klassiske datamaskiner som bruker bits (0 eller 1), bruker kvantedatamaskiner kvantebits, eller «qubits», som kan eksistere i flere tilstander samtidig gjennom superposisjon. 

I praksis det gir en enorm beregningskapasitet, men gjør også systemene ekstremt følsomme for forstyrrelser. Vibrasjoner, varme, elektromagnetisk støy fra mobiltelefoner og WiFi, og til og med kosmiske stråler kan forstyrre qubits og skape feil i beregningene. Dette har gjort det utfordrende å bygge stabile og skalerbare kvantedatamaskiner. 

Kvantefeilkorreksjon og Ocelots nyvinning

For å sikre pålitelige beregninger bruker kvantedatamaskiner kvantefeilkorreksjon, hvor kvanteinformasjon fordeles over flere qubits for å oppdage og korrigere feil. Tradisjonelt krever metoden et stort antall ekstra qubits, noe som gjør skaleringen av kvantedatamaskiner krevende og kostbar. 

AWS har utviklet Ocelot med kvantefeilkorreksjon som en grunnleggende del av designet. Brikken bruker «cat qubits», som er inspirert av Schrödingers katt-paradokset. Qubitene undertrykker naturlig visse typer feil, noe som reduserer behovet for omfattende feilkorreksjon og dermed sparer ressurser. AWS-estimater tyder på at Ocelot kan redusere ressursbehovet for feilkorreksjon med en faktor på ti, noe som kan akselerere utviklingen av praktiske kvantedatamaskiner betydelig.

– Med de nylige fremskrittene innen kvanteforskning er det ikke lenger et spørsmål om hvis, men når praktiske, feiltolerante kvantedatamaskiner vil bli tilgjengelige for virkelige anvendelser. Ocelot er et viktig steg på denne reisen, sier Oskar Painter, Head of Quantum Hardware i AWS. 

– I fremtiden kan kvantebrikker bygget etter Ocelot-arkitekturen koste så lite som en femtedel av dagens tilnærminger, takket være den drastiske reduksjonen i ressurser som kreves for feilkorreksjon. Konkrete estimater tyder på at det kan fremskynde utviklingen av en praktisk kvantedatamaskin med opptil fem år. 

Historisk perspektiv: Fra vakuumrør til kvantechips

Historien viser at fremskritt innen databehandling har kommet gjennom grunnleggende nytenkning rundt maskinvare. Tidlige digitale datamaskiner var store og upålitelige på grunn av vakuumrør, men transistorteknologien muliggjorde mer kompakte, pålitelige og kostnadseffektive datamaskiner.

– De første digitale datamaskinene var enorme maskiner bygget med upålitelige vakuumrør. Deretter kom transistoren som førte til mer pålitelige komponenter og la grunnlaget for moderne mikroelektronikk. Kvantedatabehandling er på et lignende stadium nå. Vi bygger store og komplekse maskiner og prøver å finne mer effektive og skalerbare løsninger, sier Painter. 

Fortsatt i laboratoriefasen, men med store ambisjoner

Selv om Ocelot markerer et viktig gjennombrudd, er det fortsatt en laboratorieprototype. AWS vil fortsette å investere i forskning og utvikling for å forbedre arkitekturen og utvikle kvantedatamaskiner som kan løse komplekse problemer i praksis.

– Vi har flere skaleringsfaser igjen og mange tekniske utfordringer å løse. Vi må fortsette å investere i grunnforskning og lære av akademiske miljøer, sier Painter. 

Hvordan komme i gang med kvanteberegning?

Kunder av AWS kan allerede i dag utforske kvanteberegning med Amazon Braket, en fulladministrert tjeneste som gir forskere, utviklere og studenter tilgang til et bredt utvalg av kvanteprosessorer, kraftige simulatorer og brukervennlige programvareverktøy.