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2020년 12월 4일 사이언스는 중국의 컴퓨터 '9장'을 대대적으로 돌파했다고 발표했다.판젠웨이(潘建偉), 루차오양(陸朝陽) 중국과학기술대 학자가 개발한 76개의 광자(光子)의 양자 계산 원형기는 가우스보어 샘플링 문제를 푸는데 200초가 걸리고, 현재 최고의 고전 알고리즘으로는 세계 최고의 수퍼컴퓨터(이하 초산)가 6억 년이 걸릴 것으로 추정된다.200초는 한순간에 불과했고 6억년은 상전벽해였다.구글의 '현령목'에 이어 우리나라는 세계에서 두 번째로 '양자 컴퓨팅의 우수성'을 실현한 나라가 됐다.
양자컴퓨터는 원리적으로 매우 빠른 병렬 계산 능력을 가지고 있으며, 고전컴퓨터보다는 특정 알고리즘을 통해 사회·경제적 가치가 큰 문제들을 지수화할 수 있을 것으로 기대된다.현재 양자컴퓨터의 개발은 이미 세계 과학기술의 가장 큰 도전 중 하나가 되었으며, 또한 미국과 유럽의 각 선진국이 경쟁하는 쟁점이 되었다.
양자컴퓨팅 연구가 돌파해야 할 첫번째 난관은 '양자컴퓨팅의 우수성'이다.양자 계산의 우수성이 문턱처럼 생긴다는 것은 새로운 양자 계산의 원형기를 말하는데, 어떤 문제에 있어서의 계산 능력이 가장 뛰어난 전통적인 컴퓨터를 능가한다는 것은 미래에 여러모로 뛰어넘을 가능성이 있다는 것을 증명한다.루자오양(陸朝陽) 중국과학기술대 교수는 "수년간 국제학계의 이 같은 기념비적인 전환점이 올 것으로 기대한다"고 말했다.
2019년 9월 미국 구글은 53개의 퀀텀비트의 컴퓨터 '현령목'을 개발했다고 발표했는데 수학 문제 하나에 대한 계산은 200초, 당시 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터 '피크'는 이를 계산하는 데 이틀이 걸려 세계 최초로 양자우월성을 달성했다고 발표했다.
가우스보어 추출이란 확률 분포를 계산하는 알고리즘으로 인코딩과 다양한 문제 해결에 사용될 수 있다.실험 결과 가우스보어 샘플링에 대한 9장의 계산 속도는 현재 세계에서 가장 빠른 초산인 '부악'보다 100조 배, 구글 '현령목'보다는 100억 배 빠른 것으로 나타났다.
판젠웨이 팀은 '현령목'에 비해 '9장'은 속도가 더 빠르다는 3가지 강점이 있다.같은 수학 문제를 계산한 것은 아니지만 가장 빠른 초산 등 효과와 비교하면 '구장'이 '현령목'보다 100억 배 빠르다.둘째는 환경적응성이다.현령목은 영하 273.12도, 9장은 영하 269.12도가 필요한 탐사를 제외한 나머지 부분은 실온에서 작동할 수 있다.하나는 기술적 허점을 보완한 것이다."현령목"은 작은 샘플일 경우에만 초과 계산보다 빠르다. "9장"은 작은 샘플에 있다.원본과 샘플에서 모두 초과 계산보다 빠르다.
'9장'의 돌파에 대해 사이언스 기고인들은 "최고의 실험" "중대한 성과"라고 평가했다.
판 부장은 이 같은 성과는 우리나라가 국제 양자계산 연구에서 제1의 포지셔닝으로 자리매김함으로써 앞으로 큰 실용적 가치를 지닌 대규모 양자 시뮬레이터를 실현할 수 있는 기술적 토대를 마련했다고 말했다.또 '9장' 양자계산 원형기에 기반한 가우스보어 샘플링 알고리즘은 도론, 머신러닝, 양자화학 등에서 잠재적 적용을 갖고 있어 추후 발전의 중요한 방향이 될 것으로 보인다.
