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AWS量子硬件
一位量子硬件工程师在AWS量子计算中心使用的稀释冰箱上工作。稀释冰箱有多个温度范围,可以将量子处理器冷却到绝对零度以上的几分之一度。(AWS图)

亚马逊网络服务(Amazon Web Services)已经推出近两年了宣布量子计算计划其中包括建立AWS量子计算中心——今天AWS正在打开这个盒子,Schrodinger-style,揭示该中心活着和漂白到量子怪异CALTECH校园的新建筑加州帕萨迪纳市。

卡特克说两层,21,000平方英尺的设施是第一个在其校园内的公司合作伙伴建设。奥斯卡画家奥斯卡画家,奥斯卡画家是一个领导中心的“一天”。

“我们在建筑物中,”画家,AWS中心的Quantum Hardware负责人告诉Geekwire。“我们的人民一直在那里工作,这一直很棒。显然,考虑到Covid [Pandemic],我们将一直远远偏僻,但是又回来看彼此是非常好的时光,并庆祝这个设施。“

该中心将汇集AWS的开发人员和学术研究人员,他们不仅来自加州理工学院,还来自全国各地的其他机构,以解决阻碍量子计算革命的问题。合作者中有来自华盛顿大学、斯坦福大学、麻省理工学院、哈佛大学和其他计算机科学强国的研究人员。

美国焊接学会量子计算中心
在这张加州理工大学校园航拍照片的前景中,可以看到AWS量子计算中心坐落在一座方形的浅棕色建筑中。(AWS图)

“Our new facility includes everything we need to push the boundaries of quantum R&D, from making, testing and operating quantum processors, to innovating the processes for controlling quantum computers and the technologies that we’ll need to scale to support bigger quantum devices, like cryogenic cooling systems and wiring.”Nadia Carlsten,AWS中心的产品负责人,这是在一篇博客文章中说的

佩因特说,AWS决定在帕萨迪纳市设立这个设施,部分原因是加州理工学院在量子物理领域的历史地位。已故加州理工学院物理学家理查德·费曼例如,它在量子神殿中显得尤为突出。另一位加州理工学院的杰出人物,约翰·普雷斯基尔,去年加入了亚马逊的量子研究工作

量子计算的目的是利用量子尺度上的奇怪现象,以解决那些被认为用经典计算的二进制、1或0范式几乎无法解决的问题。

就像死亡和活着的猫一样ErwinSchrödinger的着名思想实验,量子位(也称为量子位)可以被认为代表1和0,直到计算结束时才被观察到。

物理学家说,这种方法特别适合于网络优化、质因数分解和加密,以及材料科学中分子相互作用的模拟等任务。潜在的好处可能包括更有效的药物,更好的电池, 更准确的天气预报和更有先见之明市场预测

Qubsum Computing的AWS中心由Oskar Painter,左侧的Quantum硬件头部带领;和Fernando Brandao,右侧量子算法。Bill Vass,AWS的技术副总裁,在他们之间站立,持有一个包装的AWS量子处理器。(AWS图)

但仍有巨大的挑战有待解决,其中最主要的是纠错。量子位是否由超导电路被困的离子或者光子在美国,量子态通常非常脆弱,以至于量子位元可能会被干扰和误读。减少错误率将是许多量子计算机应用的要求。

“我们有许多数量级以覆盖。让我们说九个数量级,“画家解释说。“如果你看看Qubits如何随着时间的推移而物理上改善,它们基本上每两年一次占多次。...所以如果你必须覆盖九个数量级,你就会在谈论60年才能获得真正的应用程序。狗万平台我们不想等待60年。“

AWS中心的研究人员正在寻找一个混合方法,它使用增强的物理Qubits - Qubits,不仅可以代表一个和零,而是宽范围的值 - 作为纠错逻辑Qubits的构建块。

“从我们所做的理论分析,我们看到,而不是需要几十万物理逻辑量子位的量子比特,可以是几千,根据错误率,大概一百左右,”费尔南多·巴说,加州理工学院理论物理学家的AWS中心的负责人是谁量子算法。“所以,原则上,你可以省下一大笔钱。”

工程师检查电路晶片
美国焊接学会的工程师用椭偏仪检查晶圆以确定薄膜厚度。(AWS图)

这项在加州理工学院完成的研究将为亚马逊网络服务公司内部的硬件开发工作提供支持,并为其与IonQ、Rigetti和D-Wave Systems的云计算合作提供支持亚马逊博克特量子计算服务。

Painter表示:“如果我们认为能够给客户带来价值,我们将继续努力为客户提供新型硬件,而不仅仅是我们内部开发的硬件。”“在这个阶段,当然是这样。”

目前,AWS正在利用超导电路构建量子位。

“我们选择这种方法的部分原因是,利用众所周知的微电子制造技术制造这些量子位的能力,使得以一种可重复的方式制造许多量子位成为可能,并在我们开始扩大量子位数量时给予我们更多的控制,”Carlsten说。

微波包
一个微波包包含了AWS的量子处理器。该封装旨在屏蔽环境噪声的量子位,同时实现与控制系统的通信。(AWS图)

AWS绝不是唯一探测量子计算前沿的大型技术公司。微软谷歌IBM英特尔也争夺量子至上,有时是竞争索赔。

佩因特说:“关于量子计算机的性能有一个很好的、健康的争论,因为它狗万平台们是如此之新,我们仍在试图了解如何校准它们的性能。”“学术界真正伟大的一件事是,同行评议过程几乎是自狗万平台然而然地发生的,在这个过程中,最重要的是什么是真实的,以及在知识中获得了什么。”

他指出,AWS参与OpenQasm这是一个开源编程标准化的努力,作为主要参与者共同努力推进量子计算事业的一个例子。

像一个真正的学者一样,佩因特不愿预测量子计算革命何时会达到顶峰。

“我们通常不会谈论路线图的细节,但让我向你识别一下狗万平台我认为是非常现实的时分,”他说。“我想在未来几年内,您将开始看到小型错误纠正电脑。”

画家表示,这些设备仅由几个逻辑QUBITS组成,将重点聚焦Quantum Computing上的亮点。“That’s going to be a big breakthrough,” he said, “because it really defines a whole new paradigm that people will be pursuing, and could rapidly increase the rate at which we can develop the high-value quantum computers that can tackle high-value problems. … It’s still a decade of effort, but this decade is going to be very, very exciting.”

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