Ocelot: AWS präsentiert ersten Quantenchip mit Katzen-Qubit

Amazon hat am Donnerstag seinen ersten Prozessor für Quantencomputing vorgestellt. Der unter dem Namen „Ocelot“ entwickelte Chip soll laut dem Unternehmen dazu beitragen, hocheffiziente Quantensysteme zu entwickeln. Die Ankündigung erfolgt nur eine Woche, nachdem Microsoft seinen eigenen Quantenchip präsentiert hatte.

„Wir glauben, dass die Skalierung von Ocelot zu einem vollwertigen Quantencomputer mit transformativer gesellschaftlicher Wirkung nur etwa ein Zehntel der Ressourcen herkömmlicher Ansätze erfordern würde“, erklärten Fernando Brandão, Direktor für angewandte Wissenschaft bei Amazon Web Services (AWS), und Oskar Painter, Leiter der Quantenhardware-Abteilung, in einem Blogbeitrag. Dies könnte den Weg zu praktisch nutzbaren Quantencomputern deutlich verkürzen.

Der aktuelle Ocelot-Chip verfügt allerdings erst über neun Qubits – deutlich weniger als Googles „Willow“-Chip mit 105 Qubits, der derzeit als leistungsstärkster Quantenchip gilt.

Fehlerkorrektur als zentrale Herausforderung

Wie auch Microsoft mit seinem Majorana 1-Chip hat Amazon seinen Chip intern entwickelt. Ein Schwerpunkt lag dabei auf der Fehlerkorrektur – einem der Hauptprobleme im Quantencomputing. Laut Painter ist das öffentliche Interesse an Quantentechnologie in letzter Zeit gestiegen, da Unternehmen neue Methoden zur Entwicklung fehlerresistenter Qubits vorgestellt haben.

Amazons Ansatz wird ausführlich in einer neuen Publikation im Fachjournal Nature beschrieben. Der Ocelot-Chip ist laut Amazon der erste Quantenchip, der „bosonische Quantenfehlerkorrektur“ implementiert. Diese Technik nutzt spezielle Teilchen, die Quanteninformationen vor Fehlern schützen können. Da Bosonen in einem breiteren Spektrum von Zuständen existieren können, wird die Fehlerkorrektur deutlich effizienter.

Der von Amazon verwendete Qubit-Typ wird als „Cat Qubit“ bezeichnet – eine Anspielung auf das berühmte Gedankenexperiment von Schrödingers Katze, bei dem eine Katze gleichzeitig lebendig und tot sein kann. Diese Technologie soll die Kosten für Quantenfehlerkorrektur um bis zu 90 Prozent reduzieren, was einen entscheidenden Schritt darstellt, um langfristig das volle Potenzial von Quantencomputern zu erschließen.

Zeitrahmen für kommerziellen Einsatz

Für kommerziell nutzbare Quantencomputer rechnet Painter mit einem Zeitraum von mindestens zehn Jahren. Andere Branchenexperten wie Nvidia-CEO Jensen Huang sind noch zurückhaltender und prognostizieren 15 bis 30 Jahre. Meta-Chef Mark Zuckerberg geht ebenfalls von mindestens einem Jahrzehnt aus.