수십만에서 수백만 큐비트의 양자 컴퓨터 시스템이 IBM과 Google에 의해 개발되고 있으며 향후 10년 내에 완료될 것으로 예상됩니다.
IBM 양자 컴퓨터. 사진: IBM
작년 말 IBM은 양자 정보 처리 단위인 433개의 양자 비트 또는 큐비트 프로세서를 갖춘 가장 큰 양자 컴퓨터에 대한 기록을 세웠습니다. G7 정상 회담에서 이 회사는 향후 100.000년 이내에 10큐비트 컴퓨터를 완성한다는 더 큰 야망을 발표했습니다.
IBM은 다른 어떤 슈퍼컴퓨터도 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 슈퍼컴퓨터를 만드는 데 100억 달러를 투자할 것이라고 말했습니다. IBM의 아이디어는 최고의 슈퍼컴퓨터와 결합된 이 100.000큐비트 컴퓨터를 사용하여 신약, 새로운 비료, 새로운 배터리 화합물 및 기타 여러 응용 프로그램을 만드는 것입니다.
양자 컴퓨팅은 기본 입자의 특성을 활용하여 정보를 처리합니다. 전자, 원자 및 작은 분자는 중첩 원리로 알려진 동시에 하나 이상의 에너지 상태로 존재할 수 있으며 입자의 상태는 서로 결합될 수 있습니다. 각 큐비트는 일반적인 컴퓨터 비트처럼 0 또는 1이 아닌 0 및 1 상태로 동시에 존재할 수 있으므로 많은 계산을 동시에 수행할 수 있습니다.
양자 컴퓨터 수백만 큐비트
약속에도 불구하고 지금까지 양자 컴퓨터는 기존의 슈퍼 컴퓨터가 할 수 없는 유용한 작업을 수행하지 못했습니다. 그 이유는 큐비트가 충분하지 않고 양자 컴퓨팅 시스템이 노이즈라고 하는 작은 교란에 의해 중단되는 경향이 있기 때문입니다.
연구원들은 양자 컴퓨팅 시스템이 상당히 확장되어야 하므로 큐비트의 많은 부분을 잡음으로 인한 오류 수정에 할애할 수 있을 것이라고 예측합니다.
따라서 큐비트 수만으로는 양자 컴퓨터의 기능을 나타내지 않습니다. 큐비트가 어떻게 구축되는지, 노이즈 오류를 수정하는 기능, 실제 세계에서 작동하는 기능에 대한 세부 사항은 아직 밝혀지지 않았습니다.
구글은 XNUMX년 안에 수백만 큐비트의 양자 컴퓨터를 개발할 것이라고 말한다. 사진: 로이터
IBM만이 큰 목표를 가진 유일한 회사는 아닙니다. 구글은 10.000년 안에 XNUMX만 큐비트 양자 컴퓨터를 만들고 싶다고 말했는데, 그 중 XNUMX개만 계산에 사용되고 나머지는 오류 수정에 사용될 것입니다.
IonQ는 1.024년까지 각각 13개의 물리적 큐비트의 오류 수정 회로로 구성된 2028개의 "논리적 큐비트"를 보유하는 것을 목표로 하고 있습니다. PsiQuantum도 Google과 마찬가지로 백만 번째 양자 컴퓨터 큐비트를 구축하는 것을 목표로 하고 있지만 공개하지 않았습니다. 타임 라인 또는 수정 구성.
성공의 보장은 없다
IBM의 큐비트는 이제 밀리켈빈 온도에서 작동할 때 원자와 마찬가지로 절대 영도(섭씨 -273도)보다 약간 높은 초전도성 금속 링으로 구성됩니다. 많은 컴퓨팅 이점을 제공할 만큼 충분히 크지 않은 기술입니다.
현재 각 IBM 초전도 큐비트가 작동하려면 약 65와트가 필요합니다. 100.000큐비트의 경우 에너지를 공급하려면 원자력 발전소가 필요하고 컴퓨터를 개발하려면 수십억 달러가 필요합니다. IBM의 양자 컴퓨팅 부사장인 Jay Gambetta는 회사가 큐비트 옆에 설치하여 작동할 수 있는 "상보성 금속 산화물 반도체"(CMOS) 기술을 사용할 계획이며, 큐비트는 전력이 수십 밀리와트에 불과하다고 말했습니다.
CMOS는 아직 실험 단계에 있으며 양자 슈퍼컴퓨터에 필요한 기술은 아직 존재하지 않는다고 Gambetta는 인정했습니다.
이 프로젝트에 사용된 100억 달러가 100.000큐비트 컴퓨터를 만들기에 충분하다는 보장은 없습니다. 감베타는 "확실히 위험이 있다"고 말했다.
싱가포르에 기반을 둔 양자 소프트웨어 개발업체인 Horizon Quantum의 CEO인 Joe Fitzsimons는 "완전히 순조로운 여정은 아닐 것입니다."라고 말했습니다.
Fitzsimons에 따르면 잠재적인 장애물에도 불구하고 IBM의 계획은 타당합니다. 전문가는 "이 정도 규모에서는 이렇게 많은 수의 큐비트를 효율적으로 작동할 수 있는 제어 시스템을 개발하기 어려울 것"이라고 말했다.
징에 따르면
