Amazon Web Services eli AWS on julkistanut ensimmäisen oman kvanttilaskentapiirinsä. AWS:n Kalifornian teknillisessä instituutissa (Caltech) kehitetty Ocelot-siru on merkittävä askel kohti skaalautuvia ja vikasietoisia kvanttitietokoneita. Ocelot on suunniteltu erityisesti kvanttivirheenkorjauksen tehostamiseen, minkä ansiosta kvanttilaskennan kustannuksia voidaan pienentää jopa 90 % perinteisiin menetelmiin verrattuna.
Ocelot perustuu cat qubit -teknologiaan, joka tukahduttaa luonnostaan tiettyjä virheitä ja siten yksinkertaistaa virheenkorjausta. AWS on onnistunut integroimaan tämän teknologian piisiruun, jota voidaan valmistaa nykyisillä elektroniikkateollisuuden prosesseilla. Tämä tekee kvanttitietokoneista aiempaa käytännöllisempiä ja helpommin skaalautuvia.
Ocelot-siru koostuu kahdesta noin 1 cm²:n kokoisesta integroidusta piisirusta, jotka on yhdistetty toisiinsa sähköisesti. Siru sisältää yhteensä 14 ydinkomponenttia: 5 cat qubit -yksikköä, jotka suorittavat kvanttilaskentaa, 5 puskurointipiiriä, jotka vakauttavat data-kubitit, sekä 4 ylimääräistä kubittia virheiden tunnistamiseen.
Cat qubit -teknologia perustuu oskillaattoreihin, jotka tuottavat tarkasti ajoitetun sähköisen signaalin. AWS:n materiaalitutkijat ovat kehittäneet erityisen valmistusmenetelmän, joka parantaa oskillaattoreiden suorituskykyä hyödyntämällä tantaalia suprajohtavana materiaalina.
Kvanttitietokoneiden suurin haaste on niiden herkkyys ulkoisille häiriöille, kuten lämpötilavaihteluille ja kosmisille säteille. Kvanttivirheenkorjaus on ratkaisu tähän ongelmaan: se koodaa kvantti-informaation useiden fyysisten kubittien yli, jotta virheet voidaan havaita ja korjata. Perinteisesti kvanttivirheenkorjaus vaatii valtavia resursseja, mutta Ocelotin innovatiivinen arkkitehtuuri vähentää tämän tarpeen jopa 5–10-kertaisesti.
Vaikka Ocelot on vasta prototyyppi, sen lupaavat tulokset viitoittavat tietä kohti laajamittaisia kvanttitietokoneita. AWS jatkaa kehitystyötä ja tekee tiivistä yhteistyötä akateemisten tutkijoiden kanssa. Uuden teknologian avulla kvanttilaskenta voi lähivuosina nousta tutkimuslaboratorioista kaupallisiin ja teollisiin sovelluksiin.
