Adesea văzută ca tehnologia viitorului, calculul cuantic face un salt uriaș înainte datorită Amazon Web Services (AWS). Gigantul a dezvăluit un prototip revoluționar de cip de calcul cuantic, numit Ocelot, care introduce „qubiți Pisica lui Schrödinger” capabili să reducă drastic erorile, deschizând calea pentru calculatoare cuantice mai fiabile și mai eficiente.
Calculul cuantic promite progrese revoluționare, dar se confruntă cu un obstacol major: gestionarea erorilor. Spre deosebire de biții clasici care iau valoarea 0 sau 1, qubiții exploatează suprapunerea (pot exista în mai multe stări simultan). Această caracteristică stă la baza puterii lor, dar și a fragilității lor. Qubiții sunt extrem de sensibili la perturbațiile externe, cum ar fi căldura, vibrațiile sau interferența electromagnetică. Aceste perturbații generează erori de două tipuri: erori de inversare a biților unde 0 devine 1 și invers și erori de inversare de fază care modifică coerența stărilor cuantice. Rezultat: calculele cuantice devin instabile și performanța mașinilor este sever limitată. Pentru ca computerele cuantice să fie cu adevărat operaționale, este, prin urmare, crucial să se găsească modalități eficiente de a corecta aceste erori fără a încărca resursele necesare.
Pentru a depăși provocările erorilor cuantice, Amazon Web Services (AWS) a adoptat o abordare inovatoare prin dezvoltarea cipului său Ocelot, echipat cu qubiți ”Pisica lui Schrödinger”. Inspirați de faimosul experiment de gândire al fizicianului Erwin Schrödinger, în care o pisică este atât vie, cât și moartă până când este observată starea sa, acești qubiți au proprietăți unice care le sporesc stabilitatea. Cipul Ocelot a fost descris într-un articol publicat în revista Nature.
În domeniul calculului cuantic, qubiții Pisica lui Schrödinger se disting prin capacitatea lor de a realiza o suprapunere dublă a stărilor cuantice. Această caracteristică le face în mod natural mai rezistente la erorile de întoarcere a biților. Folosind fotoni pentru a codifica datele, acești qubiți reduc la minimum perturbările externe, cum ar fi interferența electromagnetică sau variațiile de temperatură, îmbunătățind astfel fiabilitatea calculelor.
Ocelot se remarcă și prin designul său compact și eficient. Cipul integrează cinci qubiți Pisica lui Schrödinger pentru stocarea de informații, însoțiți de cinci circuite tampon din tantal supraconductor pentru a stabiliza acești qubiți. La acestea se adaugă patru qubiți suplimentari dedicați detectării și corectării erorilor de inversare de fază, un alt tip de perturbație specifică sistemelor cuantice.
Totul este plasat pe două microcipuri de siliciu, fiecare de aproximativ un centimetru pătrat. Această arhitectură ingenioasă permite cipului să atingă rate de eroare extrem de scăzute cu un număr redus de qubiți fizici, marcând un progres semnificativ în căutarea unui computer cuantic complet funcțional și fiabil.
Avantajul major al cipului Ocelot este capacitatea sa de a reduce resursele necesare pentru a construi calculatoare cuantice fiabile. Arhitecturile tradiționale necesită mii de qubiți fizici pentru a crea un singur qubit logic de corectare a erorilor, o provocare colosală în ceea ce privește spațiul, energia și costul. Cu Ocelot, AWS demonstrează că este posibil să se obțină rate de eroare extrem de scăzute cu un număr mult mai mic de qubiți. Această descoperire ar putea accelera dezvoltarea mașinilor cuantice capabile să rezolve probleme complexe precum modelarea reacțiilor chimice, optimizarea logistică sau crearea de noi materiale.
Loading ...
