继谷歌、微软发布量子计算芯片之后，亚马逊也在近日发布了自家的第一代量子计算芯片Ocelot，首次实现了可扩展的玻色子纠错架构，量子纠错成本可降低90%。
据了解，Ocelot芯片由亚马逊AWS量子计算中心与加州理工学院联合研发，核心技术在于采用“猫量子比特”（Cat qubit）架构。这一命名源自“薛定谔的猫”思想实验，其核心是利用超导微波振荡器的量子叠加态存储信息。与传统的transmon量子比特不同，猫量子比特通过增加振荡器中的光子数，使位翻转错误率呈指数级下降，同时通过重复编码抑制相位翻转错误。
亚马逊AWS量子硬件总监奥斯卡·佩恩特认为，目前最大挑战不仅是构建更多的量子比特，还在于使之可靠工作。制造实用的量子计算机需要将量子纠错放在首位。所以，Ocelot从设计之初就将纠错融入系统架构，通过材料优化和电路创新，使纠错效率提升与硬件成本下降形成正向循环。
亚马逊表示，量子计算机对环境的微小变化或“噪声”极度敏感，像是振动、温度变化、手机的电磁干扰，甚至是来自外太空的宇宙射线等，都可能使量子比特脱离量子态，导致量子计算出现误差。因此，量子计算机十分依赖量子纠错技术，既通过将量子信息以“逻辑量子比特”形式编码至多个物理量子比特中，将量子信息与环境干扰隔离开来。
当前Ocelot芯片仍处于原型阶段，包含5个猫量子比特和4个辅助比特，主要验证量子存储与纠错功能。亚马逊计划下一步扩展至更多量子比特，实现逻辑门操作，并探索与表面码等纠错技术的结合。
佩恩特指出：“因为纠错所需的资源大幅减少，未来根据Ocelot架构构建的量子芯片的成本可能只有现有方案的五分之一，将最多提前五年制造出实用量子计算机，并在十年内实现有实用价值的量子计算。”研究团队估计，利用Ocelot开发成熟量子计算机所需的资源仅为标准量子纠错方法的十分之一。
