1,000개 이상의 큐비트를 탑재한 기록적인 양자 컴퓨터

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미국의 Atom Computing이라는 회사가 1,180개의 큐비트를 갖춘 최초의 양자 컴퓨터를 개발했는데, 이를 통해 기계의 정확도가 향상될 수 있습니다.

Atom Computing이 만든 가장 큰 양자 컴퓨터. 사진: Atom Computing — Atom Computing이 만든 가장 큰 양자 컴퓨터. 사진: *Atom Computing*

세계 최초의 양자 컴퓨터는 이전 세계 기록 보유자인 IBM의 오스프리(433큐비트)보다 두 배 이상 많은 양자 비트(큐비트)를 보유하고 있습니다. 큐비트가 많다고 해서 반드시 성능이 향상되는 것은 아니지만, 오늘날의 잡음이 많은 연구용 컴퓨터와 달리 미래의 오류 없는 양자 컴퓨터에는 많은 큐비트가 필수적입니다. IBM과 구글 등에서 사용하는 대형 양자 컴퓨터는 초저온으로 냉각되는 초전도 회로를 사용합니다. 그러나 캘리포니아 스타트업 아톰 컴퓨팅(Atom Computing)이 개발한 이 기록적인 컴퓨터는 2차원 격자에 레이저로 고정된 중성 원자를 사용하여 1,180큐비트를 구현했다고 뉴 사이언티스트(New Scientist)가 10월 24일 보도했습니다.

Atom Computing의 CEO인 롭 헤이스에 따르면, 이 설계의 장점 중 하나는 시스템을 확장하고 네트워크에 큐비트를 더 쉽게 추가할 수 있다는 것입니다. 오류 없는(내결함성이라는 특성) 미래의 유용한 양자 컴퓨터는 프로그래밍 큐비트와 병렬로 작동하는 최소 수만 개의 오류 정정 큐비트가 필요합니다.

"현재 대부분의 초전도 및 이온 트랩 시스템처럼 수십 큐비트로 확장한다면, 내결함성 기계 시대로 가는 데 매우 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 중성 원자 접근법을 사용하면 훨씬 더 빨리 도달할 수 있습니다."라고 Hays는 설명합니다. 그에 따르면, Atom Computing 팀은 2년마다 기계의 큐비트 수를 약 10배로 늘리는 것을 목표로 합니다.

1 또는 0인 기존 컴퓨터 비트와 달리 큐비트는 더욱 다양하며, 구성 방식에 따라 다양한 특성을 지닙니다. 중성 원자는 양자 얽힘에 더 적합합니다. 양자 얽힘은 두 큐비트가 연결되어 먼 거리에서도 서로 영향을 미칠 수 있는 기묘한 양자 효과입니다. 또한, 중성 원자는 더 안정적입니다. Atom Computing 컴퓨터의 큐비트는 양자 상태 붕괴를 거의 1분 동안 방지하여 내결함성을 달성합니다. 이와 대조적으로 IBM의 Osprey 컴퓨터는 큐비트 결합 시간이 70~80마이크로초에 불과합니다.

긴 결맞음 시간은 헤이스와 그의 동료들이 큐비트로 사용한 이터븀 원자에서 비롯됩니다. 대부분의 중성 원자 기계는 원자의 전자를 양자 요소로 사용하여 계산을 수행하지만, 전자는 고정하는 데 사용되는 강력한 레이저에 의해 쉽게 교란됩니다. 이터븀을 이용하여 연구진은 원자핵의 스핀(입자의 고유 각운동량)이라는 양자적 특성을 활용할 수 있었는데, 이는 교란에 덜 민감합니다. 아톰 컴퓨팅 연구원 벤 블룸에 따르면, 원자핵은 전자만큼 외부 환경과 강하게 상호 작용하지 않습니다.

큐비트는 매우 다양한 특성을 가지고 있기 때문에 서로 다른 기계 간에 비교하기 어렵습니다. 그러나 블룸은 아톰 컴퓨팅의 기계가 IBM 컴퓨터와 동일한 처리 능력을 가지고 있다고 말했습니다. 연구팀은 내년에 클라우드 컴퓨팅 애플리케이션용으로 이 컴퓨터를 고객에게 제공할 수 있기를 기대합니다.

안 캉 ( New Scientist 에 따르면)

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