盡管量子計算機可以解決目前傳統計算機無(wú)法解決的問(wèn)題，但它對環(huán)境的微小變化非常敏感，也更容易出錯。

　

　　量子計算有望推動(dòng)醫學(xué)、制造、材料生產(chǎn)等方方面面的技術(shù)進(jìn)步

　　為加速量子計算技術(shù)和應用的發(fā)展，亞馬遜云科技在2019年推出亞馬遜云科技量子計算中心。亞馬遜云科技日前在美國加州理工學(xué)院 (Caltech)建設了一個(gè)新的量子計算中心，致力于構建“容錯”量子計算機。該中心的團隊成員將專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)更強大的量子計算硬件，并發(fā)現量子技術(shù)的新應用。

　　傳統計算機使用比特位（通常在代碼中表示為 1 或 0 的值）作為最基本的信息單位。比特位可以是具有兩種不同狀態(tài)的任何東西。例如，打開(kāi)或關(guān)閉的燈，或打開(kāi)或關(guān)閉的門(mén)。但是量子計算機使用量子位或“qubits”（通常是電子或光子等基本粒子）進(jìn)行計算。與比特位不同，量子位可以被操縱以存在于稱(chēng)為疊加態(tài)的量子狀態(tài)中，可以同時(shí)為1和0，以及介于兩者之間的所有可能狀態(tài)。加上量子狀態(tài)中量子位的其他一些同樣令人費解的行為，量子計算機可以比任何當前或未來(lái)的傳統計算機更高效地執行某些計算。亞馬遜云科技量子計算中心團隊將使用超導材料構建量子位，例如在硅基芯片上通過(guò)鋁圖案化成電子電路。讓更多人理解制造這些的技術(shù)，將有希望以可重復的方式規模化制造更多的量子比特。
　　一位亞馬遜云科技量子硬件工程師正在操作稀釋制冷機器。稀釋制冷機可以將量子處理器冷卻至比外太空環(huán)境更低的溫度。

　　量子位存在于量子狀態(tài)的能力讓量子計算機在執行某些計算時(shí)比傳統計算機擁有更強大的潛力。但是讓量子位保持這種狀態(tài)是非常具有挑戰的。即使是環(huán)境中最微小的變化（被量子科學(xué)家稱(chēng)為“噪音”），例如振動(dòng)或熱量，也會(huì )使它們脫離疊加態(tài)，導致其丟失信息并變得更容易出錯。構建成功的量子計算機的關(guān)鍵在于控制這些錯誤。亞馬遜云科技將通過(guò)改進(jìn)材料來(lái)降低噪音，例如在超導體表面每次制備一個(gè)原子層，最大限度地減少缺陷。

　　構建量子計算機最具挑戰性的一個(gè)方面是如何進(jìn)行擴展。為了超越傳統計算機已經(jīng)可以實(shí)現的成就，它們需要比當前的機器大得多。今天的量子計算機“嘈雜”且容易出錯。量子研究人員的目標是從少數嘈雜的量子位擴展到具有數百甚至數千個(gè)極低噪音量子位的機器。新成立的亞馬遜云科技量子計算中心將致力于不斷推動(dòng)量子研究和開(kāi)發(fā)，包括用于支持更大量子設備所需的技術(shù)，例如保護設備免受熱噪聲影響的低溫冷卻系統，以及構建新形式量子電路所需的納米級制造工具。

　　除了在降低噪音方面進(jìn)行創(chuàng )新，亞馬遜云科技還將致力于在量子計算硬件中構建糾錯功能，使用冗余的物理量子位集形成“邏輯”量子位，這些量子位編碼量子信息，可用于檢測和糾正錯誤。由于生成邏輯量子位需要大量物理硬件，因此以這種方式執行糾錯通常非常昂貴且需要大量資源。亞馬遜云科技正在研究通過(guò)設計更有效的方法，以更低的成本在量子硬件中實(shí)施糾錯。

　　構建可用的量子計算機不僅僅需要增加量子比特的數量。另一個(gè)重要的指標是計算機的時(shí)鐘速度，或準確執行“量子門(mén)操作”所需的時(shí)間。（量子門(mén)本質(zhì)上是量子電路的組建 -- 量子計算機進(jìn)行計算的模型。）這就是超導量子位提供優(yōu)勢的領(lǐng)域，因為它們更容易加速量子門(mén)。亞馬遜云科技試圖構建更好的量子位，而這成功的最終衡量標準是它可以在多大程度上加快時(shí)鐘速度同時(shí)減少量子門(mén)錯誤。

　

　　位于美國加州理工學(xué)院的亞馬遜云科技量子計算中心

　　亞馬遜云科技量子計算中心匯集了來(lái)自亞馬遜、美國加州理工學(xué)院和其他頂級學(xué)術(shù)研究機構的量子計算專(zhuān)家。為支持未來(lái)的量子科學(xué)家，該中心還為學(xué)生和青年教職工提供獎學(xué)金和培訓機會(huì )。

　　該中心的最終目標是構建一種全新類(lèi)型的計算機：一種容錯的量子機器。這種機器能夠在計算精度上超越經(jīng)典計算技術(shù)，同時(shí)，能夠具有足夠大的規模來(lái)解決復雜問(wèn)題，進(jìn)而對我們的生活和工作產(chǎn)生巨大影響

　　15年多以來(lái)，亞馬遜云科技 (Amazon Web Services）一直以技術(shù)創(chuàng )新、服務(wù)豐富、應用廣泛而享譽(yù)業(yè)界。亞馬遜云科技一直不斷擴展其服務(wù)組合以支持幾乎云上任意工作負載，目前提供超過(guò)200項全功能的服務(wù)，涵蓋計算、存儲、數據庫、網(wǎng)絡(luò )、數據分析、機器學(xué)習與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)、安全、混合云、虛擬現實(shí)與增強現實(shí)、媒體，以及應用開(kāi)發(fā)、部署與管理等方面；基礎設施遍及25個(gè)地理區域的81個(gè)可用區（AZ），并已公布計劃在澳大利亞、印度、印度尼西亞、以色列、新西蘭、西班牙、瑞士和阿聯(lián)酋新建8個(gè)區域、24個(gè)可用區。全球數百萬(wàn)客戶(hù)，包括發(fā)展迅速的初創(chuàng )公司、大型企業(yè)和領(lǐng)先的政府機構，都信賴(lài)亞馬遜云科技，通過(guò)亞馬遜云科技的服務(wù)支撐其基礎設施，提高敏捷性，降低成本。要了解更多關(guān)于亞馬遜云科技的信息，請訪(fǎng)問(wèn)：aws.amazon.com。

　　消息來(lái)源：亞馬遜云科技