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양자 컴퓨터
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256개의 퀀텀비트 실행, 신형 프로그래밍 가능한 퀀텀 시뮬레이터 출시

출처:KIC중국 발표 시간:2021-12-28 10:40:51 조회 수:
발표 시간:2021-12-28 10:40:51
과학기술일보 기자 류샤
 미국 하버드대학교-마성리공대 초냉원자센터가 이끄는 국제물리학자팀은 256개의 양자비트를 작동할 수 있는 특수 유형의 양자컴퓨터인 프로그래밍 양자 시뮬레이터를 개발했다고 네이처 최신호에 밝혔다.이 시스템의 출시는 과학자들이 대규모 양자 기기를 구축하는 데 중요한 한 걸음을 내딛음으로써 일련의 복잡한 양자 과정을 설명하고 궁극적으로 재료과학, 통신기술 등 다양한 분야에서 중대한 진전을 이룰 수 있도록 돕는다.
 
연구의 주저자인 세브 아바디는 새 시스템의 전례 없는 규모와 프로그래밍이 이를 돋보이게 했다고 말한다.적절한 상황에서 양자비트의 수를 늘린다는 것은 시스템이 더 많은 정보를 저장하고 처리할 수 있다는 것을 의미한다.양자비트는 양자컴퓨터 운행의 기본 모듈이다.베테랑 저자 중 한 명인 미하일 루킨 하버드 양자계획 공동국장은 "우리의 최신 연구는 지금까지 아무도 가지 않았던 새로운 영역으로 양자컴퓨터를 가져오고 있다"며 "우리는 양자 세계의 새로운 영역으로 나아가고 있다"고 말했다.
 
새 양자 시뮬레이터의 핵심 부품은 광파를 만들어 수백 개의 개별 초점이 맞춰지는 광집게빔을 만드는 공간광모뎀이라는 장치다.또 움직이는 광집게 세트를 이용해 원자를 원하는 위치로 끌어당겨 광집게에 넣을 때의 무작위성을 없앴다.레이저는 그들로 하여금 원자 양자비트의 방위와 그에 상응하는 양자 조작을 완전히 제어할 수 있게 하였다.
 
이들의 새 시스템은 원자력을 2차원 광 핀셋으로 조립해 시스템이 작동할 수 있는 퀀텀비트의 수를 51개에서 256개로 늘렸다고 연구진은 설명했다.또 원자를 무결점 패턴으로 배열해 정사각형, 삼각형 격자 등 서로 다른 양자비트 간의 상호작용을 설계할 수 있는 프로그래밍을 가능하게 했다.
 
연구진은 이 시뮬레이터를 통해 이전에는 실험실에서 볼 수 없었던 기이한 양자상태를 관찰하고, 자성이 양자 수준에서 어떻게 작용하는지를 정밀하게 연구했다고 밝혔다.이 실험들은 과학자들이 재료 특성을 더 잘 이해하도록 도와 기이한 특성을 가진 신소재를 고안해낸다.
 
이들은 현재 레이저의 양자비트 제어를 개선하고 시스템을 더 프로그래밍 가능하게 함으로써 새로운 시스템을 최적화하기 위해 노력하고 있으며, 또한 이 시스템의 새로운 적용을 적극적으로 모색하고 있으며, 이것으로 더 많은 실제 문제를 해결하기를 희망하고 있다.
 
총편집 권점
 최근 몇 년 동안 양자컴퓨터 분야의 새로운 성과가 끊이지 않다.53개의 퀀텀비트를 보유한 상용 양자컴퓨터 개방을 발표한 거대 회사들이 256개의 퀀텀비트를 가동할 수 있는 퀀텀 시뮬레이터를 추가로 가동하고 있다.퀀텀비트는 양자컴퓨터의 가장 기본적인 양자정보 셀이기 때문에 양자컴퓨터의 성능을 향상시키기 위해서는 가동 가능한 양자비트의 수를 늘리는 것이 필수적이다.하지만 양자비트의 질을 꾸준히 높이고, 양자보전도를 높여 양자상 건성 유지 기간을 늘리는 측면도 무시할 수 없다.