量子计算机有可能开车从医学上的重大进步,制造业,我们生产材料的方式。
虽然量子计算机可以帮助我们解决问题目前的传统电脑,他们也更容易使mistakes-mainly因为他们是最小的环境的变化非常敏感。
亚马逊在2019年推出AWS量子计算中心的目标加速量子计算技术的发展和应用。现在,该公司推出一个新工厂在加州理工学院的量子计算(加州理工学院)的雄心勃勃的目标,建立一个“容错”的量子计算机。团队将专注于开发更强大的量子计算硬件和确定量子技术的新应用程序。
这里有五个挑战他们会包装:
做更多更好的量子位
传统计算机使用bits-usually表示为一个值为1或0在代码中- - - - - -作为他们的最基本单元的信息。有点与两个截然不同的国家可以是任何东西。例如,一盏灯,是打开或关闭,或门打开或关闭。但量子计算机使用量子比特,或“量子”是以基本粒子如电子或光子计算。位不同,量子比特可以操纵存在于一个被称为量子状态叠加,他们都是在同一时间1和0,以及所有可能的状态。加上其他一些同样令人费解的行为量子位的量子态,允许量子计算机执行某些计算指数更有效地比任何当前或未来的传统电脑。AWS团队将构造量子位的超导材料,如铝花纹在硅电路芯片。这是因为技术来制造这些都是很好理解,从而能够产生更多的量子位,以可重复的方式和规模。
压低声音
量子位的存在于一个量子态使量子计算机可能成为大规模更强大的比传统计算机在执行某些计算。但在这种状态保持量子比特-把它mildly-a大规模头痛。甚至最微小的环境的变化(由量子科学家称为“噪声”),如振动或热量,可以敲出来的叠加,使它们失去信息,更容易出错。构建成功的量子计算机的关键在于控制这些错误。AWS将投资领域之一是改进材料来减少噪音,如超导体表面准备一次一个原子层,以减少缺陷。
开发一个更大的量子计算机
最具挑战性的方面之一建立量子计算机是如何规模。已超越的领域可能与传统电脑,他们将需要更大的比目前的机器。今天的量子计算机“嘈杂”,容易出错。量子研究人员的目标是从少数规模嘈杂的量子位元与然后成千上万的机器非常低噪声量子位。新的AWS设施包括一切的团队需要推动边界量子研究和开发,包括所需技术支持更大的量子设备,如低温冷却系统保护设备免受热噪声和纳米制造工具需要构建新形式的量子电路。
减少误差修正的成本
除了投资创新以减少噪音,AWS也将致力于构建误差修正到量子计算硬件,使用冗余组物理量子位,形成所谓的“逻辑”量子位,编码量子信息和可以用来检测并纠正错误。以这种方式执行纠错通常是非常昂贵和资源密集型的,由于生成所需的大量的物理硬件逻辑量子位。AWS是研究如何减少这些成本通过设计更高效的方法实现误差修正到量子硬件。
加快时钟
有更多的建立一个有用的量子计算机不仅仅是增加量子位的数量。另一个重要的指标是计算机的时钟速度,或时间执行“量子门操作”和准确。(量子门基本上是量子电路模型的构建块的量子计算机计算。)这就是超导量子比特提供一种优势,因为他们更容易加速量子门。AWS试图构建更好的量子位,其最终衡量成功的标准是:在多大程度上可以加快时钟同时减少量子门的错误。
AWS量子计算中心
AWS量子计算中心汇集了量子计算专家从亚马逊,加州理工学院,和其他高级学术研究机构。中心还提供奖学金和学生和年轻教师培训机会,帮助支持未来的量子科学家。
中心的最终目标是建立一个全新类型的计算机:一个容错量子机器能够执行准确计算规模超出了传统的计算技术需要解决复杂问题,可以有一个对我们所有的生活和工作产生重大影响。
了解更多的AWS量子计算中心。
