새로운 양자 컴퓨터가 구글 시카모어(Sycamore) 양자 칩이 세운 벤치마킹을 100배 앞서며 초전도기반 양자 머신에서 기록을 경신했다.

특정 연산에서 양자 컴퓨터가 고전 컴퓨터를 추월하는 것을 ‘양자 우위(quantum supremacy)’라고 한다. 이 이정표를 달성하려면 수백만 큐비트를 갖춘 양자 컴퓨터가 필요하다. 현재 규모는 수천 큐비트 수준에 있다.

양자 컴퓨팅 회사 퀀티뉴엄(Quantinuum) 과학자들은 새로운 56큐비트 H2-1 컴퓨터를 사용했다. 이들은 기계의 성능 수준과 사용된 큐비트의 품질을 벤치마킹하기 위해 다양한 실험을 수행했다.

지난 6월 4일 출판전 논문 데이터베이스 arXiv에 연구 결과를 게재했다. 이 연구는 아직 동료 검토를 거치지 않았다.

양자 컴퓨터의 잠재력을 입증하기 위해 과학자들은 잘 알려진 알고리즘을 사용하여 큐비트가 얼마나 오류가 발생하기 쉬운지 측정했다.

양자 컴퓨터는 양자 역학의 법칙과 큐비트 간의 얽힘 덕분에 계산을 병렬로 수행할 수 있다. 즉, 서로 다른 큐비트의 운명이 즉시 서로 바뀔 수 있다. 이와 대조적으로 기존 컴퓨터는 순서대로만 작동할 수 있다.

시스템에 더 많은 큐비트를 추가하면 기계의 성능도 기하급수적으로 확장된다. 과학자들은 양자 컴퓨터가 기존 슈퍼컴퓨터로 해결하는 데 수천 년이 걸렸을 복잡한 계산을 몇 초 만에 수행할 것이라고 예측해왔다.

양자 컴퓨팅 큐비트 노이즈 동반 문제로 과학자들은 단순히 기계에 더 많은 큐비트를 추가하는 것이 아니라 더 안정적인 큐비트를 구축하는 데 초점을 맞추고 있다.

연구팀은 선형 교차 엔트로피 벤치마크(XEB)를 사용하여 H2-1 출력의 충실도를 테스트했다. XEB는 0(오류가 없는 출력이 없음)과 1(완전히 오류가 없는 출력) 사이의 결과를 내놓는다는 설명이다.

구글(Google) 과학자들은 2019년 Sycamore 양자컴퓨터를 처음 테스트하여 당시 가장 강력한 슈퍼컴퓨터가 완료하는 데 10,000년이 걸렸던 계산을 200초 만에 완료할 수 있음을 입증했다. 그들은 Sycamore에 내장된 53개의 초전도 큐비트를 사용하여 약 0.002의 XEB 결과를 등록했다.

그러나 새로운 연구에서 Quantinuum 과학자들은 JPMorgan, Caltech 및 Argonne National Laboratory와 협력하여 약 0.35의 XEB 점수를 달성했다. 이는 H2 양자 컴퓨터가 35%의 시간 동안 오류를 발생시키지 않고 결과를 생성할 수 있음을 의미한다.

Quantinuum의 최고 제품 책임자이자 CQC(Cambridge Quantum Computing) 설립자인 일리아스 칸(Ilyas Khan)은 성명서에서 “우리는 범용 내결함성 양자 컴퓨터로 가는 길에 전적으로 집중하고 있다”며 “이 목표는 변하지 않았지만 지난 몇 달 동안 변경된 것은 수년에 걸쳐 이루어진 작업과 투자로 인해 가능해진 발전에 대한 분명한 증거”라고 말했다.

Quantinuum은 이전에 Microsoft와 협력하여 물리적 큐비트보다 오류율이 800배 낮은 “논리 큐비트”를 시연했다.

4월에 발표된 연구에서 과학자들은 10만분의 1의 오류율로 논리 큐비트를 사용하여 실험을 실행할 수 있음을 보였다. 기존 물리적 큐비트의 100분의 1 오류율보다 훨씬 개선 된 결과다.

Khan은 “이러한 결과는 내결함성 양자 컴퓨터의 모든 이점이 본질적으로 변하지 않았지만 원래 예상했던 것보다 더 빨리 도달할 수 있음을 보여준다”고 덧붙였다.

▷ 원문보기 : http://scimonitors.com/%EC%83%88-%EC%96%91%EC%9E%90-%EC%9A%B0%EC%9C%84-%EA%B8%B0%EB%A1%9D-100%EB%B0%B0-%EB%8D%94-%EB%B9%A0%EB%A5%B4%EA%B3%A0-%EC%A0%84%EB%A0%A5%ED%9A%A8%EC%9C%A8%EB%8F%84-3%EB%A7%8C-%EB%B0%B0/