新華社舊金山2月27日電（記者 吳曉凌）美國(guó)亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司（AWS）27日宣布推出一款新型量子計(jì)算芯片Ocelot，可以將量子糾錯(cuò)成本降低90%。
該公司表示，Ocelot由加州理工學(xué)院AWS量子計(jì)算中心團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)，采用了新的架構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)置糾錯(cuò)功能。研究人員首次將“貓量子比特”技術(shù)和其他量子糾錯(cuò)組件結(jié)合到一塊芯片上，在構(gòu)建容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)方面取得突破。
“貓量子比特”以薛定諤的貓思想實(shí)驗(yàn)命名。AWS量子硬件總監(jiān)奧斯卡·佩恩特認(rèn)為，目前最大挑戰(zhàn)不僅是構(gòu)建更多的量子比特，還在于使之可靠工作。制造實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)需要將量子糾錯(cuò)放在首位。因此，研究團(tuán)隊(duì)將量子糾錯(cuò)作為首要要求，從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)Ocelot。
量子計(jì)算機(jī)面臨的一大挑戰(zhàn)在于其對(duì)環(huán)境的微小變化或“噪聲”極度敏感。振動(dòng)、溫度變化、手機(jī)的電磁干擾，甚至是來(lái)自外太空的宇宙射線(xiàn)等，都可能使量子比特脫離量子態(tài)，導(dǎo)致量子計(jì)算出現(xiàn)誤差。為解決這一問(wèn)題，量子計(jì)算機(jī)依賴(lài)量子糾錯(cuò)技術(shù)——通過(guò)將量子信息以“邏輯量子比特”形式編碼至多個(gè)物理量子比特中，將量子信息與環(huán)境干擾隔離開(kāi)來(lái)。
佩恩特說(shuō)：“因?yàn)榧m錯(cuò)所需的資源大幅減少，未來(lái)根據(jù)Ocelot架構(gòu)構(gòu)建的量子芯片的成本可能只有現(xiàn)有方案的五分之一，將最多提前五年制造出實(shí)用量子計(jì)算機(jī)。”研究團(tuán)隊(duì)估計(jì)，利用Ocelot開(kāi)發(fā)成熟量子計(jì)算機(jī)所需的資源僅為標(biāo)準(zhǔn)量子糾錯(cuò)方法的十分之一。
相關(guān)成果已發(fā)表在英國(guó)《自然》雜志上。佩恩特說(shuō)，作為一個(gè)有希望的開(kāi)端，Ocelot目前只是一個(gè)原型，未來(lái)將繼續(xù)進(jìn)行研究改進(jìn)。