중국의 상온 시간 결정 발견이 양자 컴퓨터의 유용성 도래에 큰 영향을 미칠 수 있다.
2일 코인텔레그래프에 따르면 중국에서 세계 최초로 상온 시간 결정이 관찰되었다는 소식에 따라, 미국과 영국, 유럽연합의 과학자들과 정책 입안자들이 서구의 양자 컴퓨팅을 발전시키기 위한 노력을 강화하고 있다.
중국 칭화대와 덴마크, 오스트리에 과학자들이 참여한 연구팀은 7월 2일 상온 시간 결정을 생성하고 관찰한 연구 결과를 동료 검토 논문으로 발표했다. 이 논문이 발표된 이후 한 달 동안, 서구의 양자 연구소들은 양자 컴퓨팅 분야의 기존 노력을 확장하고 새로운 연구 파트너십을 구축하기 위한 여러 가지 이니셔티브를 발표했다.
시간 결정은 2012년 물리학자 프랭크 윌체크가 처음 제안한 독특한 상태의 물질이다. 이는 눈 결정체나 다이아몬드와 같은 다른 결정체와 유사하게 특정 분자가 격자처럼 공간을 통해 반복되는 방식으로 결합할 때 형성된다.
그러나 시간 결정에서는 분자가 시간 안에서 결합합다. 결정 구조에 고정되는 대신, 시간 결정의 분자는 서로 다른 구성 사이를 반복해서 깜빡이는 GIF처럼 움직인다.
2021년, 구글의 양자 컴퓨팅 연구소와 협력한 국제 과학자 팀은 양자 컴퓨터를 사용해 시간 결정을 시뮬레이션했다. 이 획기적인 성과는 양자 컴퓨터가 이색적인 물질 상태를 탐구할 가능성을 보여주었고, 양자 기술과 시간 결정의 융합을 위한 무대를 마련했다.
2024년 7월, 칭화대 팀은 상온에서 시간 결정을 생성한 것으로 보인다. 이는 이론적으로 실험실 장비가 아닌 곳에서도 시간 결정 기술을 활용할 수 있게 하여 유용한 양자 컴퓨터 개발에 큰 가속도가 될 수 있다.
상온 시간 결정의 실현은 양자 컴퓨팅 분야의 가장 큰 문제 중 하나인 안정적인 큐비트(고전 컴퓨터 비트의 양자 버전과 유사)를 생성하는 문제를 해결할 수 이다. 이 큐비트는 형성과 유지에 많은 전력과 인프라를 필요로 하지 않는다.
중국 팀 연규와 직접적인 관련이 없을지라도, 상온 시간 결정 논문이 발표된 이후 전 세계 특히 미국, 영국 및 유럽의 연구소와 정부는 양자 컴퓨팅에 대한 관심을 재점화했다.
미국에서는 국가 및 주 차원에서 새로운 이니셔티브가 이루어져있으며, 연방 국방부 싱크탱크 DARPA와 일리노이주는 각각 시카고에 새로운 양자 컴퓨팅 센터 개발을 위해 1억 4000만 달러를 투자하기로 합의했다.
영국에서는 7얼 31이, 옥스포드 대학교가 주도하는 다섯 개의 양자 컴퓨팅 연구 허브 개발에 약 1억2700만 달러를 투자할 계획을 발표했다.
같은 날, 매사추세츠 공과대학은 코펜하겐 대학교와 연구를 공유하고 양자 컴퓨팅 솔루션을 공동 개발하기 위해 수백만 달러 규모의 파트너십을 발표했다.
이러한 발전은 양자 컴퓨팅 분야의 획기적인 도약을 위한 중요한 전환점이 될 수 있다.
