Slik skal Amazons nye kvantebrikke bringe kvantedatamaskinene mye nærmere

Det er bare noen dager siden Microsoft lanserte sin nye kvantebrikke «Majorana 1», og allerede nå har en annen teknologigigant fulgt etter – nemlig Amazon.

På nettsidene sine har Amazon Web Services (AWS) avduket «Ocelot» – en kvantebrikke selskapet selv omtaler som et «gjennombrudd» på feltet. CNBC var blant de som først meldte om nyheten.

Innebygget feilkorrigering

I likhet med mye annen kvantemaskinvare på markedet er håpet med Ocelot at den skal fremskynde konstruksjonen av praktiske, nyttige kvantedatamaskiner – noe som fremdeles ligger et stykke inn i fremtiden.

Det skal den oppnå først og fremst ved at den skilter med innebygget beskyttelse mot støy og feil, som attpåtil skal være langt mindre ressurskrevende enn det man har klart å få til så langt.

– Med de nyeste fremskrittene innen kvanteforskning er det ikke lenger et spørsmål om hvis, men når praktiske, feiltolerante kvantedatamaskiner vil bli tilgjengelige for reelle anvendelser. Ocelot er et viktig skritt på den reisen, sier sjef for kvantemaskinvare-avdelingen hos AWS, Oskar Painter.

Han legger til:

– I fremtiden kan kvantebrikker bygget med Ocelot-arkitekturen koste så lite som en femtedel av dagens tilnærminger, takket være den drastisk reduserte mengden ressurser som kreves for feilkorrigering. Konkret tror vi dette vil akselerere tidslinjen vår mot en praktisk kvantedatamaskin med opptil fem år.

Bruker eksisterende produksjonsprosesser

I tillegg til å ha innebygget feilkorrigering fra bunnen av, har brikken også ytterligere komponenter som skal redusere feil og støy. Amazon sier at alt dette er bygget på en mikrobrikke som kan produseres på en skalerbar måte med de samme prosessene man finner i mikroelektronikk-industrien.

På den tekniske siden forklarer AWS at Ocelot-brikken består av to integrerte silisiumbrikker, hver med et areal på omtrent 1 cm². Brikkene er stablet oppå hverandre og elektrisk sammenkoblet.

På overflaten av hver silisiumbrikke finnes tynne lag av superledende materialer som danner kvantekretsene. Brikken har 14 kjernekomponenter; fem qubits, fem bufferkretser for stabilisering av qubitsene, samt fire ekstra qubits for feildeteksjon.

Qubitsene lagrer kvantetilstander for utregninger og bruker oscillatorer for å generere en stabil, gjentakende elektrisk signal. Oscillatorene er laget av et tynt lag superledende tantal, som er bearbeidet av materialforskere for å forbedre ytelsen.

Akkurat når vi vil få se den nye brikken i aksjon, og i hvilken grad den faktisk vil fremskynde praktiske kvantedatamaskiner, gjenstår å se. Flere andre aktører har gitt lignende løfter uten de helt store resultatene så langt.

En mer detaljert, teknisk beskrivelse av den nye Ocelot-brikken kan man finne på Amazons forskningssider.