2023년 중국 과학자들 양자컴퓨팅 세계기록 경신

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10/11 어제 Physical Review Letters에 게재된 기사에 따르면 Jiuzhang 3 프로토타입은 이전 모델에 비해 Gaussian Boson Sampling 문제를 해결하는 데 100만 배 빠른 속도를 달성했습니다.

중국 양자컴퓨터 Jiuzhang 3 배경

연구 팀은 중국의 국가 양자 연구 프로그램에서 주요 과학자로 활동하고 있는 Pan Jianwei 박사가 이끌고 있으며, 그는 중국의 Anhui 주 동부에 위치한 중국과학기술대학에서 연구하고 있습니다.

 

2019년 Newsweek와의 인터뷰에서 양자 컴퓨팅의 선구자인 Peter Zoller는 작은 규모의 양자 컴퓨터가 수십 개의 큐빗을 가지고 실험실에서 나타났다 하더라도 실용적이 되려면 오류 수정의 획기적인 발전이 필요하다고 말했습니다.

 

첫 번째 Jiuzhang 기계는 고대 수학 교과서에서 따온 이름을 가지고 2020년에 Pan의 팀에 의해 만들어졌습니다. 이 시리즈는 빛의 속도로 이동하는 미세한 입자인 광자를 계산의 물리적 매개체로 사용하며, 각각의 광자는 양자 정보의 기본 단위인 큐빗을 운반합니다.

 

연구팀은 기계의 처음 두 버전에서 각각 76개와 113개의 광자 수를 증가시킨 후, 최신 버전에서는 255개까지 증가시켰습니다.

 

2020년에 Pan이 이끄는 팀은 76개의 광자가 감지된 최초의 Jiuzhang 기계를 제작했고, 이듬해에는 113개의 광자를 갖춘 Jiuzhang 2를 개발했습니다. Pan은 이전에 2025년까지 일반적인 문제를 해결하는 데 사용할 수 있는 양자 컴퓨터를 개발하는 것이 목표라고 밝혔습니다. 

 

양자컴퓨터의 활용

양자 컴퓨터는 이론적으로 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 초고속 병렬 계산이 가능하며 이 기술은 빅데이터 최적화, 일기예보, 재료 설계, 약물 분석 및 기타 여러 분야에 적용될 수 있습니다

 

가우시안 보손 샘플링(Gaussian boson sampling)

이 작업은 처음에는 목적이 없는 물리 게임으로 제안되었지만, 최근 몇 연구에서는 보손 샘플링이 암호학에 일부 응용 가능성이 있다고 제안되었습니다.

 

MEME ⬇️

https://www.youtube.com/shorts/stjeOPDW0q8

 

전망

중국, 미국 및 다른 국가들은 양자 컴퓨터가 고전적 컴퓨터를 대체하는 지점인 "양자 우월성"을 달성하기 위한 치열한 경쟁을 벌이고 있으며, 이는 전통적인 컴퓨터로는 처리할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 지점을 의미합니다.

 

그러나 이들은 목표에 접근하기 위해 다른 방법을 사용하고 있으며, 광자 프로세서는 양자 컴퓨팅의 여러 유형 중 하나일 뿐입니다. 빛을 기반으로 한 시스템과 경쟁하는 것은 토론토에 본사를 둔 Xanadu라는 회사도 있습니다. 이 회사는 미국의 국립표준기술연구소(NIST)와 협력하여 2022년에 216개의 광자를 가진 Borealis 양자 프로세서를 발표했습니다. 그러나 이러한 기계들은 속도가 빠르지만 일반 컴퓨터를 대체하기에는 아직 이르지 않습니다. 현재로서는 특정 작업을 위해 짧은 기간 동안 보호된 환경에서만 작동할 수 있으며, 많은 오류를 발생시킵니다. 

 

Xanadu 회사 홈페이지

https://www.xanadu.ai/

 

Reference : Qizchina, Maileconomy, GlobalTimes