第二:降低噪音。
量子位存在于量子狀態(tài)的能力讓量子計算機在執(zhí)行某些計算時比傳統(tǒng)計算機擁有更強大的潛力。但是讓量子位保持這種狀態(tài)是非常具有挑戰(zhàn)的。即使是環(huán)境中最微小的變化(被量子科學家稱為“噪音”),例如振動或熱量,也會使它們脫離疊加態(tài),導(dǎo)致其丟失信息并變得更容易出錯。構(gòu)建成功的量子計算機的關(guān)鍵在于控制這些錯誤。亞馬遜云科技將通過改進材料來降低噪音,例如在超導(dǎo)體表面每次制備一個原子層,最大限度地減少缺陷。
第三:開發(fā)更大的量子計算機。
構(gòu)建量子計算機最具挑戰(zhàn)性的一個方面是如何進行擴展。為了超越傳統(tǒng)計算機已經(jīng)可以實現(xiàn)的成就,它們需要比當前的機器大得多。今天的量子計算機“嘈雜”且容易出錯。量子研究人員的目標是從少數(shù)嘈雜的量子位擴展到具有數(shù)百甚至數(shù)千個極低噪音量子位的機器。新成立的亞馬遜云科技量子計算中心將致力于不斷推動量子研究和開發(fā),包括用于支持更大量子設(shè)備所需的技術(shù),例如保護設(shè)備免受熱噪聲影響的低溫冷卻系統(tǒng),以及構(gòu)建新形式量子電路所需的納米級制造工具。
第四:降低糾錯成本。
除了在降低噪音方面進行創(chuàng)新,亞馬遜云科技還將致力于在量子計算硬件中構(gòu)建糾錯功能,使用冗余的物理量子位集形成“邏輯”量子位,這些量子位編碼量子信息,可用于檢測和糾正錯誤。由于生成邏輯量子位需要大量物理硬件,因此以這種方式執(zhí)行糾錯通常非常昂貴且需要大量資源。亞馬遜云科技正在研究通過設(shè)計更有效的方法,以更低的成本在量子硬件中實施糾錯。
第五:時鐘提速
構(gòu)建可用的量子計算機不僅僅需要增加量子比特的數(shù)量。另一個重要的指標是計算機的時鐘速度,或準確執(zhí)行“量子門操作”所需的時間。(量子門本質(zhì)上是量子電路的組建——量子計算機進行計算的模型。)這就是超導(dǎo)量子位提供優(yōu)勢的領(lǐng)域,因為它們更容易加速量子門。亞馬遜云科技試圖構(gòu)建更好的量子位,而這成功的最終衡量標準是它可以在多大程度上加快時鐘速度同時減少量子門錯誤。
亞馬遜云科技量子計算中心
亞馬遜云科技量子計算中心匯集了來自亞馬遜、美國加州理工學院和其他頂級學術(shù)研究機構(gòu)的量子計算專家。為支持未來的量子科學家,該中心還為學生和青年教職工提供獎學金和培訓機會。