Cat Qubits: Amazon stellt mit Ocelot eigenen Quantenchip vor
Deutlich zurückhaltender als Microsoft vor 9 Tagen mit dem Majorana 1(öffnet im neuen Fenster) präsentiert nun Amazon(öffnet im neuen Fenster) einen eigenen Quantenchip, der aber kaum weniger bahnbrechende Neuerungen bereithalten soll. Eines der ganz großen Hindernisse, die Fehleranfälligkeit der Qubits, soll um 90 Prozent niedriger ausfallen.
Verantwortlich dafür ist der Einsatz sogenannter Cat Qubits(öffnet im neuen Fenster) . Statt einen einzelnen Zustand abzubilden, stellt er eine Superposition, also die Überlagerung von zwei Zuständen, dar. Vor allem der Bit-Flip-Fehler soll auf diese Weise effektiv unterbunden werden. Zudem ist die Auslöschung benachbarter, gegensätzlicher Zustände deutlich schwieriger.
Ein Nachteil ist die etwas langsamere Reaktionszeit der supraleitenden Cat Qubits. Doch die wesentlich schlankere Fehlerkorrektur soll diesen Nachteil ausgleichen. Dazu liegt die Kohärenzzeit bei bis zu 10 s, weit höher als bei anderen Qubits. Die zugehörige Studie und die gesammelten Daten(öffnet im neuen Fenster) sind bei Nature(öffnet im neuen Fenster) öffentlich zugänglich.
Prototyp prüft Grundlegendes
Der vorgestellte Chip, entwickelt am California Institute of Technology (Caltech) in einer eigenen Abteilung von Amazon, soll nun seine Fähigkeiten in realen Tests zeigen. Er besteht aus fünf Cat Qubits, fünf weiteren Schaltkreisen zur Stabilisierung und vier zusätzlichen Qubits, die ausschließlich Fehler aufspüren sollen.
Damit soll der Chip eine zehnfach kleinere Architektur für die Fehlerkorrektur aufweisen als die Konkurrenz. Platz ist bei supraleitenden Qubits einer der entscheidenden Faktoren. Schließlich muss der Chip annähernd auf 0 K oder -273,14 °C abgekühlt werden, aber jede Leitung und Datenübertragung erwärmt das System. Je kleiner also der benötigte Platz, desto stabiler lässt sich der Chip auf der gewünschten Temperatur halten.
Kombination mit bewährter Technik
Als weiterer Vorteil gilt der Aufbau auf einem Siliziumchip. Das supraleitende Material, hier Tantal(öffnet im neuen Fenster) , ist darauf aufgetragen. So soll die spätere Skalierung möglichst einfach umsetzbar sein. Schließlich lässt sich mit nur fünf Qubits noch nicht allzu viel berechnen.
Insgesamt bleibt AWS vorsichtig. Der Weg ist noch lang und nicht nur die Erhöhung der Anzahl von Qubits dürfte Herausforderungen mit sich bringen. Sollte sich jedoch zeigen, dass die erhebliche Reduzierung der Fehlerkorrektur funktioniert, wäre zumindest eine Verzehnfachung der derzeit realisierbaren Anzahl an Qubits tatsächlich in greifbarer Nähe.
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