Чип Ocelot улучшает квантовые вычисления, снижая затраты и ошибки

Чип Ocelot улучшает квантовые вычисления

Сегодня Amazon Web Services (AWS) презентовала новый чип для квантовых вычислений Ocelot, который обещает революционизировать подходы к квантовой корректировке ошибок. С помощью этого чипа возможна значительная экономия средств на реализации квантовой коррекции ошибок — до 90% по сравнению с существующими методами. Разработка Ocelot, проведенная в Центре квантовых вычислений AWS при Калифорнийском технологическом институте, представляет собой важный шаг к созданию отказоустойчивых квантовых компьютеров, способных эффективно решать сложные задачи, которые недоступны для современных классических систем.

Ключом к успеху Ocelot стали новые архитектурные решения. Использование кат-квантов, которые встроены в саму структуру чипа, позволяет не только эффективно подавлять ошибки, но и сокращать необходимые ресурсы для их корректировки. Это открывает путь к созданию более компактных и надежных квантовых компьютеров, что, в свою очередь, ускоряет процесс разработки реальных приложений в таких областях, как открытие новых лекарств, создание материалов и финансовое моделирование.

Новая архитектура для уменьшения ошибок

Чип Ocelot использует новаторскую архитектуру, в которой механизм корректировки ошибок интегрирован на самом раннем этапе проектирования. Вместо того чтобы добавлять исправление ошибок к уже существующей архитектуре, команда AWS в первую очередь выбрала технологию «кот-квант» (cat qubit). Название технологии происходит от знаменитого мысленного эксперимента с Котом Шредингера и отражает принцип ее работы: кот-кванты способны снижать вероятность возникновения определенных ошибок, обеспечивая устойчивость квантовых вычислений. В результате, Ocelot уменьшает потребность в ресурсах, необходимых для квантовой корректировки ошибок, что делает процесс более эффективным и экономически целесообразным. Эта архитектура открывает новые перспективы в разработке масштабируемых квантовых чипов, которые могут революционизировать подход к вычислениям в научных и коммерческих приложениях.

Снижение ресурсов для вычислений

Чип Ocelot от Amazon Web Services (AWS) представляет собой значительный шаг вперед в снижении затрат на квантовые вычисления и повышении их эффективности. Благодаря инновационному дизайну, в котором принципы коррекции ошибок заложены с самого начала, Ocelot способен сократить количество необходимых ресурсов до одной пятой по сравнению с традиционными подходами. Это означает, что разработка практических квантовых компьютеров, которые могут решать сложные задачи, станет более доступной и экономически целесообразной. Оскар Пейнтер, директор по квантовому оборудованию AWS, отметил, что такие достижения могут привести к ускорению появления работающих квантовых систем на целых пять лет, что открывает новые возможности для применения квантовых технологий в реальном мире, включая более быстрое открытие лекарств и улучшение финансовых моделей.

Проблема с квантовыми вычислениями

Квантовые компьютеры представляют собой передовые устройства с огромным потенциалом, однако они сталкиваются с одной из самых серьезных проблем — высокой чувствительностью к внешним изменениям. Мелкие колебания, тепловые изменения или электромагнитные помехи от различных источников, таких как мобильные телефоны или сети Wi-Fi, могут негативно влиять на квантовое состояние кубитов. Эти нарушения приводят к ошибкам в вычислениях и значительно снижают надежность работы квантовых систем.

Чтобы справиться с этими проблемами, в квантовых компьютерах применяется метод коррекции ошибок, который включает специальное кодирование квантовой информации на множестве кубитов, образуя «логические» кубиты. Это позволяет защищать квантовую информацию от воздействия внешней среды и выявлять ошибки в процессе вычислений. Однако существующие методы коррекции ошибок требуют значительных ресурсов и затрат, что делает их применение экономически нецелесообразным для реализации практических квантовых вычислений.

Новый подход к корректировке квантовых ошибок

AWS разработала Ocelot с целью решения актуальных проблем, связанных с корректировкой ошибок в квантовых вычислениях. В отличие от традиционных подходов, команда AWS изначально сосредоточилась на создании архитектуры, где корректировка ошибок является приоритетной задачей. Это означает, что при разработке Ocelot архитектура была задумана с учетом необходимости интеграции механизмов исправления ошибок, что позволяет значительно снизить затраты и ресурсы, требуемые для обеспечения надежности квантовых вычислений. Такой подход отличается от существующих методов, при которых корректировка ошибок добавляется на этапе реализации уже существующих архитектур. Команда уверена, что с правильным фокусом на корректировку ошибок, создание практичных и эффективных квантовых компьютеров становится более реальным и доступным.

Как начать использовать квантовые вычисления

AWS предлагает уникальную возможность для всех, желающих окунуться в мир квантовых вычислений, с помощью сервиса Amazon Braket. Это полностью управляемый сервис предоставляет доступ к разнообразному аппаратному обеспечению квантовых компьютеров и высокопроизводительным симуляторам, что упрощает процесс обучения и экспериментов в этой передовой области. Пользователи, будь то ученые, разработчики или студенты, могут взаимодействовать с различными инструментами и технологиями, которые позволяют легко запускать алгоритмы и проводить исследования. Amazon Braket предлагает гибкость и масштабируемость, позволяя пользователям тестировать свои идеи и получать результаты без необходимости глубоко погружаться в сложные аспекты квантовой технологии. С помощью этого сервиса исследователи могут не только изучать теорию, но и применять свои знания на практике, что делает его идеальным стартовым набором для погружения в квантовое программирование.