Ocelot: AWS zeigt neuen Quantencomputing-Chip

Ocelot setzt auch eine neue Art von Qubits. Sie sollen den Ressourcenbedarf für die Fehlerkorrektur senken.

Amazon Web Services (AWS) hat einen neuen Quantencomputer-Chip namens Ocelot vorgestellt. Den neuen Chip bezeichnet das Unternehmen als „wichtigen Meilenstein zur Entwicklung fehlertoleranter Quantencomputer“. Er soll den Ressourcenbedarf für Quantenfehlerkorrektur im Vergleich zu anderen aktuellen Ansätzen um bis zu 90 Prozent reduzieren.

Quantencomputer arbeiten mit Qubits, die komplexe Aufgaben viel schneller als mit herkömmlichen Computern lösen können. Da Qubits extrem anfällig für Störungen aus der Umgebung sind, steigt auch die Anfälligkeit für Rechenfehler. Die zur Behebung genutzte Quantenfehlerkorrektur benötigt viele zusätzliche Qubits, was die Komplexität und Kosten erhöht.

Die Architektur von Ocelot wurde AWS zufolge auf Quantenfehlerkorrektur optimiert. Dafür setzt der Chip auf sogenannte Cat-Qubits – benannt nach dem Gedankenexperiment „Schrödingers Katze“. Cat-Qubits sollen bestimmte Fehlerarten von Natur aus unterdrücken und somit die Fehlerkorrektur vereinfachen. „AWS demonstriert mit dem Chip erstmals, dass die Cat-Qubit-Technologie und zusätzliche Komponenten zur Quantenfehlerkorrektur in einen Mikrochip integriert werden können“, teilte das Unternehmen mit.

Der liegt Ocelot lediglich als Prototyp-Chip vor, um die Wirksamkeit der Architektur zu testen. Der Chip besteht aus zwei integrierten Silizium-Mikrochips mit einer Fläche von jeweils einem Quadratzentimeter. Seine Schaltkreise umfassen 14 Kernkomponenten, darunter fünf Datenqubits, fünf Pufferschaltkreise zu deren Stabilisierung und vier Qubits zur Fehlererkennung.

Die für die Berechnung verwendeten Quantenzustände werden in hochwertigen Oszillatoren aus supraleitendem Tantal gespeichert. Materialwissenschaftler von AWS haben dafür ein spezielles Verfahren zur Verarbeitung von Tantal auf dem Siliziumchip entwickelt. Das soll die Leistung der Oszillatoren erhöhen. Weitere Details hält AWS in einem Blogeintrag bereit.

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