Amazon presenta Ocelot, su primer chip cuántico

Amazon presentó Ocelot, su primer chip cuántico con el que busca posicionarse en la carrera hacia los ordenadores cuánticos comerciales. El anuncio se da a unos cuantos días de que Microsoft mostrara el Mejorana 1, un procesador que resuelve uno de los mayores problemas en el desarrollo de esta tecnología: la corrección de errores. Ocelot sigue un camino parecido e introduce una novedosa arquitectura

De acuerdo con una publicación en la web de Amazon Science, Ocelot es un nuevo chip de diseñado para reducir la sobrecarga asociada con la corrección de errores cuánticos. Desarrollado por el Centro de Computación Cuántica de AWS, este procesador propone un cambio de paradigma en la creación de ordenadores tolerantes a fallas.

La principal innovación de Ocelot reside en su arquitectura, que integra protocolos de corrección de errores cuánticos directamente en la capa de hardware. Esto es posible mediante la utilización de “cúbits gato”, un tipo de cúbit que aprovecha los estados de superposición cuántica para suprimir intrínsecamente tipos de errores específicos. Amazon se ha inspirado en el gato de Schrödinger para nombrar a este tipo de cúbits, los cuales juegan un papel importante en el desarrollo de este chip y su impacto a futuro.

Según explica Amazon, este enfoque minimiza los recursos necesarios para implementar una corrección de errores robusta. Esto ha sido un cuello de botella en las plataformas de computación cuántica contemporáneas. Los ingenieros afirman que la primera generación de Ocelot puede alcanzar una tasa de error lógico con hasta un 90% menos de cúbits físicos, en comparación con los enfoques convencionales.

Así es Ocelot, el chip cuántico de primera generación de Amazon

En términos de diseño, Ocelot está integrado por dos microchips de silicio de 1 x 1 cm (cada uno) con una capa de materiales superconductores. El procesador cuenta con 14 componentes principales: cinco cúbits de datos (cúbits gato), cinco circuitos de búfer para estabilizarlos y cuatro cúbits adicionales para detectar errores en los cúbits de datos.

En un informe publicado en la revista Nature, los ingenieros de AWS detallan que una de las mayores ventajas de Ocelot es su escalabilidad. Los científicos afirman que integrar Ocelot a una computadora cuántica funcional podría requerir solo una décima parte de los recursos que exige un ordenador bajo métodos convencionales.

En las pruebas de rendimiento, Amazon demostró que al aumentar la distancia del código de tres a cinco (usando más cúbits gato para la redundancia), se lograron reducciones sustanciales en las tasas de error lógico de fase. También se reveló que Ocelot consigue tiempos de cambio de bit que se acercan a un segundo, junto con tiempos de cambio de fase de 20 microsegundos.

Al igual que vimos con el chip de Microsoft, el procesador cuántico anunciado por Amazon se encuentra en una fase de prototipo y todavía se requieren muchos años para verlo en acción. “Recién estamos comenzando y creemos que tenemos varias etapas más de escalamiento por recorrer”, dijo Oskar Painter, director de hardware cuántico de AWS. “En este momento, nuestra tarea es seguir innovando en toda la pila de computación cuántica, seguir examinando si estamos utilizando la arquitectura correcta e incorporar estos aprendizajes a nuestros esfuerzos de ingeniería”.