アマゾン・ウェブ・サービス（AWS）は、新しい量子コンピューティング・チップ "Ocelot "を発表しました。この動きにより、AWSはマイクロソフトやグーグルと競合することになります。AWSは、グーグルが2024年12月に発表した "Willow "チップ、マイクロソフトが2025年2月に発表した "Majorana 1 "に続くもの。アマゾンの研究チームによると、Ocelotは従来のチップのトランジスタにヒントを得た革新的なアプローチを活用し、量子コンピューティングの基本単位である量子ビットをより効率的に利用することを約束するとのこと。
に掲載された最近の研究論文の中で 自然カリフォルニア州パサデナにあるAWS Center for Quantum Computingの主執筆者であるHarald Puttermanは、従来のデジタルの1と0ではなく、アナログ回路を使用することで、量子コンピューティングに必要な物理的量子ビットの数を大幅に削減できることを詳述しました。AWSはこの発見をブログ記事で拡大し、コンセプトをより分かりやすく説明しています。
量子コンピューティングは、エラーを打ち消すのに十分な物理的量子ビットを統合し、信頼性の高い数学演算が可能な安定した「論理的量子ビット」を形成するという大きな課題に直面しています。各社はこの課題に対して異なるアプローチを選択しています。グーグルはウィロー・チップに標準的な超伝導材料を採用し、マイクロソフトのマヨラナ1は希少なマヨラナ粒子（反粒子が同一であるユニークな粒子）を利用しています。しかし、AWSは「キャット・クビット」に賭けており、効率と信頼性において既存の方法を凌駕できると考えています。
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AWSによると、「Ocelotはcat qubitアーキテクチャに基づく当社初のチップであり、量子エラー訂正の実行可能性の初期テストとして機能します。量子力学の有名な思考実験である「シュレーディンガーの猫」に由来しています。離散的な1と0として測定されるデジタルの量子ビットとは異なり、猫の量子ビットはアナログであり、連続的な波の値として存在します。この場合、波の振幅は、光整形導波路に閉じ込められた光子の集合を表します。
チップの名前である「オセロット」は、アメリカ大陸に生息する野生のネコと、その土台となる「ネコの量子ビット」にちなんだ遊び心です。量子力学におけるアナログコンピューティングは20年以上前から研究されており、UCLAのジョン・プレスキルのような先駆者たちが量子ビットの効率を高める可能性を探ってきました。AWSの研究は、フランス国立デジタル科学技術研究所（INRIA）が2019年に行った実験に基づいています。
Puttermanの研究チームは、Cat量子ビットの測定により、従来のサーフェスコード・デバイスに必要な49量子ビットと比較して、5データ量子ビットと4補助量子ビットという大幅に少ない量子ビット数で量子エラー訂正が可能になったと主張しています。AWSは、この効率性の向上を、シリコントランジスタが古典的なコンピューティングに与えた革新的な影響になぞらえています。「適切なコンポーネントのスケーリングがコスト、パフォーマンス、実現可能性に劇的な影響を与えることは歴史が証明しています。
デジタルコンピューティングからアナログコンピューティングへの移行は、アナログエレクトロニクスの利点を活用しようとする幅広い動きと一致しています。離散値をカウントするデジタル・システムとは異なり、アナログ・コンピューティングは連続変数を測定するため、より柔軟なデータ操作が可能です。オセロットの容量は5量子ビットであり、論理演算には不十分であるなど、現在の限界にもかかわらず、AWSの研究者たちは、この技術の可能性について楽観的な見方を続けています。
グーグルやマイクロソフトのように、 AWS 科学者たちは、量子コンピューティングを効果的に拡張するために、適切な量子ビットアーキテクチャを選択したと考えています。「Ocelotのエラー訂正に対するハードウェア効率の高いアプローチは、量子コンピューティングの次の段階であるスケーリングに適しています。この戦略を採用することで、コスト効率に優れ、エラー訂正が可能な量子コンピュータの開発を加速し、最終的に社会に貢献することができます。
