AWS Ocelot: Amazon presenta il chip quantistico che migliora la correzione degli errori

A meno di dieci giorni dalla presentazione del chip quantistico basato su qubit topologici Microsoft Majorana 1, a proposito del quale abbiamo pubblicato 7 domande e risposte, anche Amazon rivela di avere a disposizione una soluzione efficace per la correzione degli errori nell’ambito del quantum computing. AWS Ocelot è un chip quantistico scalabile che promette di ridurre i costi della correzione degli errori quantistici fino al 90% rispetto agli approcci attuali.

La scelta del nome “Ocelot”, il gattopardo americano, non è casuale. L’animale, noto per la sua agilità e capacità di adattamento, riflette le potenzialità di questa nuova tecnologia. La struttura innovativa del chip permette di aggiungere componenti quantistici in un microchip, utilizzando processi già affermati nell’industria microelettronica, aprendo così la strada a una produzione scalabile.

L’innovazione di AWS Ocelot: un’architettura su misura per la correzione degli errori

La caratteristica distintiva di Ocelot è la sua architettura innovativa, progettata con la correzione degli errori come principio fondamentale e non come elemento aggiuntivo. Il team dell’AWS Center for Quantum Computing stabilito presso il California Institute of Technology ha adottato i cosiddetti cat qubits, un tipo di qubit che sopprime intrinsecamente alcune forme di errore, riducendo così le risorse necessarie per la correzione.

Questa innovazione consente la produzione scalabile del chip utilizzando tecnologie derivate dall’industria dei semiconduttori, un aspetto cruciale per rendere il quantum computing economicamente sostenibile. Mentre Majorana 1 si concentra più sull’accelerazione della potenza computazionale, Ocelot punta tanto anche sulla riduzione dei costi.

Perché la correzione degli errori è cruciale nei computer quantistici?

I computer quantistici sono estremamente sensibili alle interferenze ambientali, come vibrazioni, variazioni di temperatura ed emissioni elettromagnetiche. Anche il più piccolo disturbo può far collassare lo stato quantico di un qubit, compromettendo l’accuratezza del calcolo.

Per superare questo limite, i ricercatori impiegano la correzione degli errori quantistici, una tecnica che distribuisce l’informazione quantistica su più qubit fisici, creando un qubit logico più stabile. Tuttavia, i metodi attuali richiedono un numero elevato di qubit fisici per ottenere un qubit logico affidabile, con costi e complessità crescenti.

Ocelot affronta questa sfida riducendo drasticamente il numero di risorse necessarie per la correzione degli errori, rendendo la costruzione di un computer quantistico praticabile su larga scala.

Secondo Oskar Painter, uno dei responsabili del progetto presso AWS, l’architettura di Ocelot potrebbe abbattere i costi delle future implementazioni fino a un quinto rispetto agli approcci attuali, accelerando anche di cinque anni il percorso verso un computer quantistico commerciale.

L’approccio innovativo di AWS non si è limitato alla scelta dei cat qubits, ma ha anche integrato circuiti buffer e qubit dedicati alla rilevazione degli errori, migliorando l’affidabilità complessiva del sistema.

L’impatto di Ocelot sul futuro del quantum computing

Ocelot è descritto non come un prototipo, ma come un punto di svolta nella progettazione di hardware quantistico su scala industriale.

Le sue implicazioni si estendono a diversi settori. Può ad esempio accelerare la scoperta di nuovi farmaci, aiutare nella simulazione e progettazione di nuovi composti con proprietà innovative, migliorare le previsioni finanziarie.

Grazie alla drastica riduzione delle risorse necessarie per la correzione degli errori, Ocelot apre la strada a computer quantistici più compatti, accessibili e affidabili.