Key takeaways
- AWS heeft een chip gelanceerd die quantumcomputing goedkoper maakt.
- De Ocelot-chip maakt gebruik van ‘cat qubits’ voor foutreductie, waardoor quantum computing tot 90 procent kosteneffectiever kan worden. Een cat qubit is een type van een quantimbit.
- Cat qubits beperken inherent bitflipfouten (waarbij een ‘0’ in een ‘1’ verandert of omgekeerd) en onderzoekers beweren dat ze faseflipfouten (waarbij de oriëntatie van de qubit verandert) hebben aangepakt met tantaal en herhalende elektrische signalen.
- Ondanks de veelbelovende vooruitgang is de weg voorwaarts niet zonder hindernissen, zoals het opschalen van negen qubits naar honderden of duizenden qubits.
Het gebied van kwantumcomputing gaat snel vooruit. Recente doorbraken van Google en Microsoft, waarbij nieuwe chips werden getoond die de snelheid en bruikbaarheid van de technologie aanzienlijk verbeterden, hebben deze vooruitgang gestimuleerd.
Amazon Web Services (AWS) heeft zich nu bij deze race aangesloten met hun eigen chip, Ocelot genaamd. In tegenstelling tot zijn concurrenten maakt Ocelot gebruik van een aparte technologie die “cat qubits” wordt genoemd. Deze benadering biedt een superieure weerstand tegen fouten in vergelijking met conventionele logische qubits. Theoretisch zou dit quantumcomputing tot 90 procent kosteneffectiever kunnen maken.
Een nieuwe benadering voor foutreductie
Een groot obstakel voor kwantumcomputers is hun inherente gevoeligheid voor fouten. Dit komt door de aard van qubits, die in tegenstelling tot de binaire bits in traditionele computers, in verschillende toestanden tussen 0 en 1 kunnen bestaan. Deze tussenliggende toestanden maken ze kwetsbaar voor invloeden van buitenaf.
Cat qubits hebben echter een unieke structuur die inherent ‘bitflip’-fouten vermindert, waarbij een ‘0’ in een ‘1’ verandert of omgekeerd. Hoewel ze niet immuun zijn voor ‘faseflip’-fouten (waarbij de oriëntatie van de qubit verandert), beweren onderzoekers ook deze uitdaging te hebben aangepakt. Ze hebben dit bereikt door een supergeleidend materiaal genaamd ’tantalum’ in te bouwen en repetitieve elektrische signalen met oscillatoren te gebruiken om de qubits te stabiliseren. Deze combinatie is erop gericht om de foutmarge in de berekeningen terug te brengen tot slechts 0,5 procent.
Beperkingen van de huidige Ocelot-chip
Hoewel de vooruitgang veelbelovend is, blijft de weg naar verdere ontwikkeling uitdagend. De huidige Ocelot-chip opereert nog op een beperkte schaal van negen qubits. Ondanks dat dit kan bijdragen aan een aanzienlijke verbetering van de efficiëntie van quantumcomputing door de foutcorrectie met 90 procent te verminderen, is verdere validatie noodzakelijk. Het onderzoeksrapport, gepubliceerd in Nature, erkent dat er meerdere methoden zijn gebruikt om de prestaties van de Cat qubit te meten. Toch blijft het lastig om definitief te bewijzen dat een foutenpercentage van een halve procent is bereikt.
Het opschalen van het huidige prototype naar honderden of duizenden qubits, het punt waarop kwantumcomputers praktisch worden, vormt ook een aanzienlijke uitdaging. De onderzoekers geven zelf toe dat hun studie gebaseerd is op hypothetische scenario’s om tot hun conclusies te komen, maar benadrukken het potentieel van Cat qubits om hardware-efficiënte logische qubits mogelijk te maken.
Ocelot-chip nog niet klaar voor de markt
De Ocelot-chip blijft voorlopig een laboratoriumprototype. De toekomstige ontwikkeling ervan blijft onzeker. Oskar Painter, hoofd kwantumhardware bij AWS, verklaarde in een verklaring: “Het is een zeer uitdagend probleem om aan te pakken en we zullen moeten blijven investeren in fundamenteel onderzoek terwijl we verbonden blijven met en leren van het belangrijke werk dat in de academische wereld wordt gedaan.”
Wil je toegang tot alle artikelen, geniet tijdelijk van onze promo en abonneer je hier!
