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Amazon Web Services ha annunciato Ocelot, il suo primo chip di calcolo quantistico. Sebbene il chip abbia capacità computazionali rudimentali, l’azienda lo considera una dimostrazione di principio – un passo fondamentale verso la creazione di una macchina più grande in grado di fornire le applicazioni rivoluzionarie promesse dal settore, come simulazioni veloci e accurate di nuovi materiali per batterie. “Questo è un primo prototipo che dimostra che questa architettura è scalabile ed efficiente dal punto di vista hardware”, afferma Oskar Painter, responsabile dell’hardware quantistico presso AWS, l’unità di cloud computing di Amazon.
Caratteristiche tecniche del chip Ocelot di Amazon
Ocelot è costituito da nove qubit, o bit quantistici, su un chip di circa un centimetro quadrato che, come alcune forme di hardware quantistico, deve essere raffreddato criogenicamente fino quasi allo zero assoluto per funzionare. Cinque dei nove qubit sono di tipo “cat qubit”, ispirati al famoso esperimento mentale del gatto di Schrödinger, mentre i restanti quattro qubit sono transmon, circuiti elettrici fatti di materiale superconduttore. Questa combinazione unica consente ad AWS di distinguersi dalla tecnologia dei computer quantistici di Google e IBM, che sono interamente basati su transmon.
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Nel lavoro pubblicato su Nature, il team ha codificato un singolo bit di informazione a correzione di errore nei nove qubit di Ocelot. In teoria, questo progetto hardware dovrebbe essere più facile da scalare verso una macchina più grande rispetto a un progetto fatto solo di transmon, dice Painter.
Correzione degli errori quantistici
Un aspetto notevole di Ocelot è la sua implementazione di una forma più efficiente di correzione degli errori quantistici. Come per qualsiasi computer, anche i computer quantistici commettono errori. Senza correzione, questi errori si accumulano, impedendo alle macchine attuali di eseguire algoritmi complessi necessari per applicazioni pratiche.
La strategia di progettazione di Amazon richiede solo un decimo dei qubit per bit di informazione rispetto ad altre tecnologie, come evidenziato nel lavoro pubblicato su Nature. Questa combinazione di qubit e un algoritmo di correzione più semplice riduce le necessità hardware, concentrandosi principalmente sulla correzione degli errori di fase.
Futuro del calcolo quantistico in Amazon
AWS ha iniziato a lavorare su Ocelot già nel 2021. La produzione di qubit di alta qualità per eseguire la correzione degli errori ha richiesto la scoperta di nuovi metodi per crescere il tantalio, la base dei loro qubit, su un chip di silicio con il minor numero possibile di difetti. Questo annuncio rappresenta un importante passo avanti per Amazon nel campo emergente del calcolo quantistico.
Anche se ci sono ancora molti anni di sviluppo davanti, con la necessità di ridurre ulteriormente gli errori di bit flip, l’architettura di Ocelot promette un futuro di innovazione e crescita. “Questa è un’architettura in cui crediamo”, conclude Painter, segnando una svolta nella strategia di AWS verso i qubit “cat”.
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