量子運算的發展步伐不比生成式 AI 慢，微軟一周前才發表新的量子處理器 Majorana 1 ，今天又輪到 AWS 宣布新的量子運算晶片 Ocelot。 AWS 強調 Ocelot 與目前的量子糾錯方式相比，成本可以降低 90%。
AWS 新發布的量子運算晶片 Ocelot 由設於加州理工學院的 AWS 量子計算中心團隊研發。團隊強調晶片在建立容錯量子電腦過程中有重大突破，因使用了新的設計，並採用貓量子位元（cat qubit），從一開始就內置糾錯功能，能夠抑制某些形式的錯誤，從而減少量子糾錯所需的資源。藉著新的設計，AWS 研究人員首次成功將貓量子位元技術和其他量子糾錯組件整合到可大規模生產的微型晶片上，這種方式借鑑於微電子業的製程。
AWS 量子硬件部門主管 Oskar Painter 表示：「以 Ocelot 架構設計的量子晶片所需的糾錯資源將大幅減少，使其成本降至目前方法的五分之一。這將加速實用量子電腦問世，最多可以提前五年。」
Ocelot 的特點
- 由兩個集成矽微晶片組成，每個晶片面積約為 1cm2。
- 每個矽微晶片的表面都有薄層超導材料，形成量子電路元件。
- 由 14 個核心元件組成：五個數據量子位元（貓量子位元）、五個用於穩定數據量子位元的「緩衝電路」，以及四個額外的量子位元用於檢測數據量子位元上的錯誤。
- 貓量子位元儲存用於計算的量子狀態，因此而依賴於稱為振盪器的元件。這些振盪器生成具有穩定時序的重複訊號。
- Ocelot 的振盪器由稱為鉭的超導材料薄膜製成。 AWS 物料科學家研發一種在矽晶片上處理鉭的特定方法，以提高振盪器性能。
以貓量子位元為計算單位
AWS 的量子運算量晶片 Ocelot 以貓量子位元為單位，這是源於薛丁格貓（Schrödinger’s Cat）思想實驗，用來說明量子疊加的特性，表明一個量子系統可以同時處於多種狀態，直到被觀測為止。而之前所見的量子運算，大多以量子位元（qubit）為基本的計算單位，可以同時表示 0 和 1，這種疊加狀態使得量子運算在某些運算問題上比經典的電腦更高效。
貓量子位元的概念強調量子系統的非直觀性，特別是在涉及到多個量子位元的狀態時，可以形成複雜的糾纏與協同效應。在應用上，量子位元多被用於量子運算和量子通訊；貓量子位元則常用於研究量子糾纏、量子測量問題及量子運算的邊界，可能有助於提高量子運算的穩定性和抗干擾能力。