Az Amazon Web Services (AWS) mérnökei új szemléletmódot alkalmaztak a kvantumchipek építésében. Ahelyett, hogy csupán a kvantumbitek (qubitek) számát növelték volna, főként a zajok hatékonyabb csökkentésére helyezték a hangsúlyt. Ennek eredményeként létrehozták az Ocelot kvantumchip prototípusát, amely előrejelzéseik szerint akár öt évvel is közelebb hozhatja a kvantumszámítógépek széles körű elérhetőségét.
A kvantumszámítógépek és a klasszikus számítógépek közötti legnagyobb különbség az adatok tárolásának módjában rejlik. Míg a hagyományos számítógépek biteket használnak, amelyek 0 vagy 1 értéket képviselnek, addig a kvantumszámítógépek kvantumbiteket (qubiteket), amelyek elemi részecskék, például elektronok vagy fotonok segítségével működnek. A kvantummechanikai tulajdonságoknak köszönhetően egyidejűleg 0 és 1 állapotot is felvehetnek. Ez lehetővé teszi, hogy egyes problémákat sokkal gyorsabban oldjanak meg, mint a hagyományos számítógépek, ha azok valaha is képesek lennének rá.
Bár a qubitek hatalmas számítási potenciált kínálnak, van egy komoly hátrányuk: rendkívül érzékenyek. Állapotukat külső hatások, például rezgések, hőmérsékletváltozások, mobilhálózati zavarok, wifi jelek, sőt kozmikus sugárzás is befolyásolhatja. A külső „zajok” minimalizálása érdekében a kvantumszámítógépek több qubitet egyesítenek, így alakítva ki logikai kvantumbiteket, amelyek képesek a hibák javítására. Azonban a szükséges qubit-ek száma jelentősen megdrágítja és bonyolítja a technológia alkalmazását.
„A kvantumhiba-korrekció már a kezdetektől fogva a legfontosabb tényező volt a kvantumbitek és az architektúra megtervezésében. Ha valódi kvantumszámítógépeket szeretnénk építeni, a hiba-korrekció kiemelt szerepet kell, hogy kapjon” – mondta Oskar Painter, az AWS kvantumhardverekért felelős igazgatója.
A hibajavítás első lépése a macskaqubit
A kvantumhiba-korrekció egy olyan eljárás, amely hasonló a gyártósori minőségellenőrzési rendszerekhez: míg egy hagyományos rendszer több ellenőrzőpontot alkalmaz, egy jól megtervezett rendszerben csupán egyetlen ellenőrzés elegendő, így kevesebb erőforrásra van szükség, és az egész folyamat hatékonyabbá válik. Az AWS szerint az Ocelot és hasonló fejlesztések révén a kvantumszámítógépek kisebbek, megbízhatóbbak és olcsóbbak lehetnek.
Az Ocelot prototípus az AWS új architektúrájának tesztelésének első lépése, amely beépített kvantumhiba-korrekciós mechanizmust alkalmaz. Az Ocelot alapját a „macskaqubitek” (Schrödinger macskájáról elnevezett qubitek) adják, melyek önállóan képesek a hibák javítására. Ezen felül a chip a jelenlegi mikroelektronikai technológiák előnyeit is kihasználja.
„Jelenleg az a legfontosabb célunk, hogy folyamatosan innováljunk a kvantumszámítástechnika minden aspektusában: elemezzük az architektúránkat, és az így szerzett tapasztalatok alapján fejlesszük a mérnöki megoldásokat” – jelentette ki Painter.
English summary
|
