刚刚,在拉斯维加斯举行的AWS re:Invent 2023大会上,AWS(亚马逊网络服务) 高级副总裁 Peter DeSantis 发表了主题演讲的最后几分钟,量子计算占据了主导地位。
DeSantis 表示,新的超导量子芯片实现量子纠错的效率是标准纠错方法的6倍,商用量子计算机的到来可能比之前预计的更早。
01. 云服务的量子竞赛
与许多大型云提供商一样,AWS 押注于量子计算和量子网络将成为先进计算领域的重要参与者,尽管具体时间尚不清楚。
2019年,AWS与加州理工学院合作开设了AWS量子计算中心;该中心专注于 QPU 硬件开发以及纠错技术的进步。(除了提供工具和访问第三方量子设备的 AWS Braket 门户之外,AWS 还拥有其他与量子相关的开发中心。)
值得注意的是,同样作为大型云提供商,近日,阿里巴巴停止了其量子计算研发,但AWS、谷歌、微软、腾讯、百度等仍在继续。
预计在早期,云提供商将成为用户实际访问第三方量子设备的主要途径。
AWS 和微软都没有过多谈论他们的内部 QPU 开发,而谷歌已经提供对其设备的选择性访问一段时间了。
02.新QPU量子纠错效率提升6倍
在宣传 AWS 工作时,DeSantis表示:“让您先睹为快,这是一个量子设备。这是一款定制设计的芯片,完全由我们的 AWS 量子团队内部制造。该芯片的独特之处在于它如何通过将位翻转与相位翻转分开来实现纠错。借助此原型器件,我们能够通过使用被动纠错方法将位翻转错误抑制 100 倍。这使我们能够将主动纠错集中在那些相位翻转上……通过结合这两种方法,我们已经证明,从理论上讲,我们实现量子纠错的效率是标准纠错方法的六倍。”
图|最新量子芯片(来源:AWS)
DeSantis指出:“可以肯定的是,AWS 设备现在并不是您可以轻易访问的。需要注意的是,我们仍处于纠错量子计算机之旅的早期阶段。采取的这一步骤是开发硬件高效且可扩展的量子纠错的重要组成部分,我们需要在量子计算机上解决有趣的问题。我们将很快分享有关这些实验结果的更多细节。”
当前的错误率在竞争的量子比特模式之间差异很大。DeSantis 引用“每 1000 次量子操作大约有一个错误”作为当前的技术水平。
AWS 使用超导量子比特方法,从广义上讲,其减少错误的进步基于实施所谓的“猫肘(cat cubit)”技术,初创公司 Alice & Bob等其他公司也在探索该技术。以下是 AWS 提供的更深层次的详细信息:
“它使用一种特殊的基于振荡器的量子比特,可以强烈抑制位翻转错误,并且需要更简单的外部纠错码来保护剩余的相位翻转错误。对于实际系统来说,与量子纠错相关的开销估计可节省高达 6 倍。
“它基于超导量子电路技术,将量子比特“打印”在硅微芯片的表面上,使其物理量子比特的数量具有高度可扩展性。这种可扩展性允许人们通过向芯片添加更多物理量子比特来以指数方式抑制总逻辑错误率。基于类似的基于振荡器的量子比特的其他方法依赖于大型 3D 谐振腔,需要手动将其拼凑在一起。”
图|Peter DeSantis展示最新量子芯片(来源:AWS)
03.新产品 Braket Direct助力访问量子硬件
AWS 还宣布为其 Braket 门户推出一项新产品 Braket Direct,该计划扩展了客户访问量子硬件的方式。以下是昨天发布的 AWS博客中摘录的描述:
“您可以使用 Braket Direct 在 IonQ Aria、QuEra Aquila 和 Rigetti Aspen-M-3 设备上预留整个专用机器一段时间,以运行最复杂、长时间运行、时间敏感的工作负载,或进行现场直播培训研讨会和黑客马拉松等活动,您只需支付预订的费用。
“为了进一步研究,您现在可以通过免费办公时间或一对一的实际预订准备课程直接与 Braket 的专家互动。为了进行更深入的研究合作,您可以与量子硬件提供商的专家联系,例如 IonQ、 Oxford Quantum Circuits、 QuEra、 Rigetti或 Amazon Quantum Solutions Lab(我们专门的专业服务团队)。
“最后,为了真正突破界限,您可以从IonQ 最高保真度的 30 量子比特 Forte 设备开始,获得可用性有限或降低的实验功能 。”
DeSantis指出,“你可能已经看到今天正在生产具有数百甚至数千个量子比特的量子计算机。因此,为什么量子计算机还没有开始改变世界是一个合理的问题。和很多事情一样,你必须阅读细则。量子计算机的细则表明它们噪音很大,而且容易出错。”
DeSantis表示:“在生产环境中常规使用量子设备还需要数年时间,但可能比之前想象的更早。”
引用:
[1]https://www.twitch.tv/awsonair
[2]https://aws.amazon.com/cn/blogs/aws/top-announcements-of-aws-reinvent-2023/
[3]https://biz.crast.net/amazon-introduces-new-quantum-chip-to-reduce-errors/
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