Amazon Web Services 宣布推出全新量子運算晶片 Ocelot，跟傳統方法相比，Ocelot 可以將量子糾錯的實現成本降低 90%，甚至提前 5 年加速實用性量子電腦問世。

Ocelot 晶片由設於加州理工學院的 AWS 量子運算中心團隊研發，為建立容錯量子電腦過程中的重要突破，將能解決當今傳統電腦無法處理的重大商業及科學難題。

全新的糾錯機制：貓量子位元

量子電腦當前面臨的最大挑戰之一，就是它們對環境中最微小的變化，或者稱之為「雜訊」極為敏感，任何震動、熱能、來自手機和 Wi-Fi 網路的電磁干擾，甚至是外太空的宇宙射線和輻射，皆可能使量子位元於運算時脫離量子態，導致正在執行的任務出現錯誤。

為了解決上述問題，量子電腦必須依靠量子糾錯，即使用跨多個量子位元的量子資訊所帶有的特殊編碼，保護量子資訊不受環境影響，並且讓系統能夠即時偵測並修正錯誤；然而，考慮到獲得準確結果所需的量子位元數量過多，使過去的量子糾錯方法成本提高，令許多開發者望之卻步。

對此，AWS 研究人員成功開發出了 Ocelot 晶片，若跟先前的量子糾錯方式相比，得利於架構上的嶄新設計，Ocelot 晶片讓量子運算的整體糾錯成本降低 90%，並且內建名為「貓量子位元」（cat qubit）的糾錯機制。

可規模化量產的微型量子晶片

AWS 指出，所謂「貓量子位元」以著名的「薛丁格的貓」思想實驗命名，能夠主動抑制某些形式的錯誤，進而減少量子糾錯所需的資源。

技術規格上，Ocelot 由兩塊高密度集成的微晶片所組成，每塊晶片尺寸只有 1 平方公分，並且以電連接晶片堆疊的形式，一個接一個地結合在一起，同時每塊微晶片的表面，皆有薄層超導材料以構成量子電路元件。

Ocelot 晶片核心擁有 14 個組件，包含 5 個資料量子位元（貓量子位元）、5 個用於穩定資料量子位元的「緩衝電路」，以及 4 個用於檢測錯誤的附加量子位元。

此外，Ocelot 晶片的誕生也代表 AWS 研究人員，首次成功將貓量子位元技術，以及其他量子糾錯組件，整合到可量產製造的微型晶片上，整個過程就類似於微電子產業的製程進化。

實用量子電腦普及「只是早晚問題」

AWS 量子硬體部門主管 Oskar Painter 表明，隨著近期量子研究的進展，實用容錯量子電腦的問世，已經成為了「何時」的問題，現在推出的 Ocelot 晶片便是邁向該目標的重要一步。

Oskar Painter 說，AWS 沒有選擇在現有的架構中，嘗試加入糾錯功能，反而是以量子糾錯為首要需求打造全新架構；畢竟 AWS 認為，如果團隊要製造足夠實用的量子電腦，那就該把量子糾錯的能力放在首位。

從歷史經驗來看，運算領域每次的重大進步，通常都是透過從根本重新思考硬體組件而取得，因為這麼做才會對成本、性能甚至新技術的普及出現重大影響。