Após a publicação de um artigo de pesquisa sobre o avanço da Amazon na computação quântica, é hora de aprender um pouco mais sobre o processador quântico para esta plataforma. Este é um protótipo chamado “Ocelot”, que ecoa o nome da empresa Amazon, porque esses predadores felinos vivem ao longo do rio sul-americano de mesmo nome. E os gatos estão certos aqui, já que a arquitetura do processador é baseada em qubits de gato.
Fonte da imagem: Amazon
Discutimos em detalhes os fundamentos da plataforma quântica com o processador Ocelot nesta notícia. Lembremos que os engenheiros da Amazon combinaram duas arquiteturas de qubit diferentes em um processador, alcançando assim uma redução radical nos custos de hardware – o número de qubits físicos necessários para implementar esquemas de correção de erros em cálculos.
A empresa diz que os circuitos da Ocelot corrigem erros com economia de 90% em qubits físicos em comparação com plataformas concorrentes. Em outras palavras, o inovador processador quântico da Amazon usa uma ordem de magnitude menor de recursos de hardware para executar algoritmos quânticos com precisão. Nem é preciso dizer que isso tem um potencial enorme para facilitar o aumento do número de qubits?
Fonte da imagem: Nature 2025
A Amazon descreve o design do processador desta forma: “O chip de memória lógica Ocelot, mostrado no diagrama acima, consiste em cinco qubits de dados quânticos, cada um dos quais contém um oscilador usado para armazenar dados quânticos. O oscilador de referência de cada qubit cat é conectado a dois qubits transmon auxiliares para detecção de erros relacionados à mudança de fase e é interligado a um circuito de buffer não linear especial usado para estabilizar os estados dos qubits cat e suprimir exponencialmente erros de reversão de bits.”
Qubits de gato, nomeados em homenagem ao gato fictício de Schrödinger (o original é uma gata, não um gato macho), são resistentes a erros de inversão de bits porque usam grupos de fótons e negligenciam inversões de um deles. Os transmons servem para corrigir erros de mudança de fase e corrigir os únicos erros que os qubits de cat cometem. Dessa forma, a arquitetura híbrida elimina erros na computação quântica de forma mais simples.
«O ajuste do dispositivo Ocelot envolve a calibração das taxas de erro de bit e fase dos qubits cat como uma função da amplitude cat (número médio de fótons) e a otimização do deslocamento de ruído da porta C-NOT usada para detectar erros de fase. Nossos resultados experimentais mostram que podemos atingir tempos de comutação de bits próximos a um segundo, o que é mais de mil vezes maior que a vida útil dos qubits supercondutores convencionais”, explica a Amazon.
Fisicamente, o chip Ocelot consiste em dois cristais conectados eletricamente, cada um com uma área de 1 cm2. Na superfície de cada microchip de silício há finas camadas de materiais supercondutores que formam os elementos dos circuitos quânticos. O chip Ocelot consiste em 14 componentes principais: cinco qubits de dados (qubits cat), cinco “circuitos de buffer” para estabilizar os qubits de dados e quatro qubits adicionais para detectar erros nos qubits de dados (transmons).
Bits quânticos armazenam estados quânticos usados para computação. Para fazer isso, eles contam com componentes chamados osciladores, que geram um sinal elétrico repetitivo em uma frequência constante. Os osciladores de alta qualidade da Ocelot são feitos de uma película fina de um material supercondutor chamado tântalo. Cientistas de materiais da AWS desenvolveram uma maneira especial de processar tântalo em um chip de silício para melhorar o desempenho do oscilador.
No geral, a empresa tomou emprestada a maior parte da tecnologia para o Ocelot da indústria de semicondutores e está pronta para reduzir rapidamente o custo de produção dos processadores em cinco vezes. A plataforma quântica de ponta da Amazon, diferente de qualquer outra, está preparada para acelerar o desenvolvimento de um computador quântico prático e tolerante a erros em cinco anos, diz a empresa.