亞馬遜首款量子晶片 Ocelot 問世，量子糾錯成本降低 90%
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繼 Google、微軟先後展現量子晶片研究成果，亞馬遜雲端運算服務（Amazon Web
Services，AWS）27 日發表首款量子晶片原型產品「Ocelot」，目的在於測試 AWS 量子
糾錯架構的有效性，這與目前的量子糾錯方式相比成本可以降低多達 90%。
Ocelot 由設於加州理工學院的 AWS 量子運算中心團隊研發而成，是建立容錯量子電腦過
程中的重大突破，容錯量子電腦將能解決當今傳統電腦無法處理的商業和科學難題。
量子電腦面臨一大挑戰是，它對環境中最微小的變化或雜訊極為敏感，無論振動、熱、來
自手機和 Wi-Fi 網路的電磁干擾，甚至來自外太空的宇宙射線和輻射，都有可能使量子
位元偏離量子狀態，導致量子運算出錯。為此量子電腦依靠量子糾錯，即是使用跨多個量
子位元的量子資訊特殊編碼，保護量子資訊不受環境影響。考量到獲得準確結果所需的量
子位元數量，目前量子糾錯方式的成本非常高。
為了解決量子糾錯相關問題，AWS 在 Ocelot（在動物學是指「美洲豹貓」）使用嶄新架
構設計，從一開始內建糾錯，並採用貓量子位元（cat qubit）。貓量子位元以著名 20
世紀思想實驗「薛丁格的貓」命名，能夠抑制某些形式的錯誤，進而減少量子糾錯所需資
源。
透過 Ocelot 的設計，研究人員首次成功將貓量子位元技術和其他量子糾錯組件整合到可
規模化製造的矽微型晶片上，晶片面積僅 1 平方公分，表面有超導材料薄膜構成量子電
路元件，這種方式借鑑微電子產業的強大製程。
Ocelot 的高品質振盪器由一種名為「鉭」（Tantalum）的超導材料薄膜製成，AWS 材料
科學家開發出一種在矽微型晶片處理鉭的特殊方法，以提高振盪器性能。
「隨著近期量子研究進展，實用容錯量子電腦問世不再是『是否』的問題，而是『何時』
的問題，Ocelot 便是邁向這個目標的重要一步。未來以 Ocelot 架構設計的量子晶片，
所需的糾錯資源將大幅減少，使成本降至目前方法的五分之一。」AWS 量子硬體部門負責
人潘特（Oskar Painter）強調，「我們相信，這將加速實用量子電腦問世，最多可以提
前 5 年。」
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