AWS與加州理工學院合作成立量子運算中心

在宣布推動量子運算計畫近兩年後，AWS本周宣布和加州理工學院合作成立AWS量子運算中心作為研發基地，全力投入量子運算研究。

AWS這座量子運算中心位於加州帕薩迪那（Pasadena）市加州理工學院的校區，佔地2.1萬平方英呎（約590坪），將用於AWS生產、測試量子處理器、推動量子電腦控制過程創新，以及實驗支援更大量子裝置的技術，如低溫冷卻系統及管線等。而該校學者包括John G Braun學院應用物理教授Oskar Painter及Bren學院理論物理學教授Fernando Brandao也將擔任本中心領導人物。此外華盛頓大學、史丹佛、麻省理工學院（MIT）的知名學者，也會和AWS合作量子技術開發。

該中心內研發智財將歸屬Amazon，但在Amazon贊助的研究專案中由加州理工學院產出的IP則歸該校。有的技術則由雙方也會共同持有智財。

AWS運算中心產品主管Nadia Carlsten說明該中心的研發方向。她指出，AWS的量子中心將以超導（superconducting）量子位元為對象，這是一種使用超導材料的電路元件。AWS的理由是，利用業界成熟的微電子製造技術來製造量子位元，有助於重覆生產多量子位元，也較好控制。此外，超導量子位元有極快的量子閘，可使未來量子電腦具更快的時脈，可加速運算與解決問題。

AWS採用2種方向來降低量子錯誤率（error rate）。一是改良量子電腦材料降低量子噪音，二是使用量子糾錯（Quantum Error Correction，QEC）技術。一般的QEC要用大量物理量子位元來編碼量子的邏輯資訊，但AWS正在研究以量子架構來簡化工程。AWS使用線性諧振子，最近也提出結合「薛丁格的貓」量子位元的容錯量子電腦理論設計。

她進一步說明，AWS使用物理量子位元大幅壓低位元翻轉（bit flips）錯誤，然後利用error-biasing來偵測相位翻轉（phase-flip）錯誤，目的在產生錯誤率很低的邏輯量子位元，可用以儲存和控制編碼好的量子資訊。而這種設計更能簡化硬體需求，擴充性也更強。

AWS量子運算中心目前已經能製造數個邏輯量子位元。該小組的近程目標之一，是提升邏輯量子位元的準確性超過物理量子位元，最終目標是這部經糾錯的量子電腦能執行穩定運算，以支援客戶的實際業務需求。

加州理工學院的研究將可結合AWS的自有硬體，或是AWS和IonQ、Rigetti及D-Wave Systems合作的Amazon Braket量子運算服務。AWS對媒體表示，會持續尋找新硬體，而不只是推AWS內部開發的硬體給客戶。