QuEra och AWS avslöjar Libra: Världens första feltoleranta kvantdator i molnet planeras till 2028

Möjliga tillämpningar

Libras specificerade felfrekvens och antal kvantbitar är avsedda för problem som är omöjliga för klassiska superdatorer. Samarbetet med AWS har som uttalat mål att möjliggöra:

• Kvantkemi: För första gången kan forskare köra noggranna simuleringar av komplexa molekyler och kemiska reaktioner. Det kan påskynda utvecklingen av nya läkemedel, katalysatorer och förståelsen av reaktionsmekanismer .
• Högenergifysik: Forskare kan beräkna gitterteorier i en skala som inte är möjlig med klassiska metoder, vilket möjliggör prövning av standardmodellen och utforskning av ny fysik .
• Materialvetenskap: Simulering av starkt korrelerade elektronsystem kan revolutioneras, vilket leder till utveckling av nya material som högtemperatursupraledare .

AWS-partnerskapet: mer än bara molnhosting

Det fleråriga avtalet är ett djupt och brett tekniskt samarbete, inte enbart en tjänst för molnhosting :

• Hybrida kvant-klassiska arbetsflöden: Libra integreras med Amazon Braket Hybrid Jobs, en tjänst som orkestrerar klassisk högpresterande beräkning (HPC) tillsammans med körningar på kvantprocessorn (QPU). Detta är avgörande för de iterativa variationsalgoritmer som förväntas dominera tidiga FTQC-arbetsflöden .
• Integration med AI/ML-tjänster: Amazon Brakets teknikstack låter användare sömlöst kombinera kvantdatorn med AWS svit av klassisk AI och maskininlärningstjänster, med hjälp av välkända Python-baserade SDK:er .
• Gemensam marknadsstrategi: AWS och QuEra utvecklar tillsammans en kundpipeline för tidiga användare inom forskning och industri. Detta gör Libra till det första uttalat kommersiella partnerskapet med målet att erbjuda ett FTQC-system via ett publikt moln .

Konkurrensbilden

QuEra befinner sig i ett stenhårt race om att leverera feltolerant kvantberäkning. Företagets neutralatommetod konkurrerar direkt med tekniker baserade på fångade joner och supraledande kretsar.

• QuEra (neutralatomer): Den stora fördelen är identiska kvantbitar med lång koherenstid som kan arrangeras om dynamiskt med optiska pincetter. Detta ger flexibel konnektivitet och högeffektiva felkorrigeringskoder . QuEra har den mest offensiva tidsplanen med sikte på 2028 för ett system med minst 256 logiska kvantbitar .
• IonQ (fångade joner): IonQs färdplan pekar mot 20 000 fysiska kvantbitar och cirka 1 600 logiska kvantbitar under 2028 med hjälp av den modulära ”Walking Cat”-arkitekturen och fotoniska sammankopplingar . IonQ har demonstrerat en tvåkvantbitsgrind med en rekordhög noggrannhet på 99,99 % , men brottas samtidigt med komplexa skalningsutmaningar vid förflyttning av joner .
• Rigetti (supraledande): Rigetti satsar på ett chiplet-baserat tillvägagångssätt med sitt flerchipsystem Cepheus-136Q, som uppnår en median av 99,5 % i tvåkvantbitsgrindars noggrannhet . Ambitionerna för feltolerant kvantberäkning ligger dock längre fram i tiden, utan något fast kommersiellt datum .
• AWS (intern forskning): AWS bedriver parallellt egen forskning på supraledande ”katt-qubitar” som använder bosoniska koder för maskinvarueffektiv felkorrigering. Denna forskning befinner sig i ett tidigare skede och saknar kommersiell tidsplan .

Är 2028 realistiskt?

Tidsramen på två år för att lansera en kommersiell feltolerant maskin är den mest ambitiösa i branschen och föremål för mycket diskussion.

• Det optimistiska scenariot: QuEras färdplan vilar på den starkaste experimentella demonstrationen av feltolerant kvantberäkning hittills – 96 logiska kvantbitar med alla tre nödvändiga villkor för skalbar FTQC (felkorrigering, universalitet och djupa kretsar) på en neutralatom-plattform i slutet av 2025 . Efterföljande teoretiskt arbete har visat att felkorrigeringskoder med en kodningsgrad över 50 % i simuleringar kan uppnå logiska felfrekvenser så låga som 10⁻¹³ på neutralatomhårdvara, vilket visar en väg bortom 2028 års mål .
• Den skeptiska synen: John Preskill och andra experter påpekar att även om neutralatomer är en lovande modalitet, är steget från 96 logiska kvantbitar i en kontrollerad labbmiljö till en kommersiellt robust maskin med över 256 logiska kvantbitar och en enhetlig felfrekvens på 10⁻⁶ en enorm teknisk utmaning . Ingen har ännu demonstrerat en fullt feltolerant logisk grind i stor skala utanför ett forskningsexperiment. Faktorer som att bibehålla koherens hos 10 000–15 000 atomer, förfina precisionen i laserkontrollen och integrera systemet för molntillförlitlighet utgör stora hinder .
• Konsensus: Den bredare kvantdatorbranschen bedömer att praktisk feltolerant kvantberäkning sannolikt kommer att anlända mellan 2028 och 2032 . QuEras Libra representerar den mest offensiva och öppet kommunicerade tidsplanen från någon större hårdvaruleverantör. Lyckas man kommer man att överträffa de flesta förväntningar; missar man lär tidsplanen förskjutas mot den senare delen av konsensusfönstret.