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중성 원자 양자 컴퓨터, 두 가지 새로운 돌파구로 현실에 더 가까워짐

타임 스탬프 : 25 년 2022 월 10 일 오전 00:XNUMX
중성 원자 양자 컴퓨터

중성 원자 양자 컴퓨터는 오늘날 장치를 둘러싼 많은 문제에 대한 솔루션을 약속하지만 기술은 아직 초기 단계입니다. 이러한 장치를 제어하고 프로그래밍하는 능력에 대한 최근의 획기적인 발전은 이러한 장치가 전성기에 가까워지고 있음을 시사합니다.

오늘날 가장 잘 개발된 양자 기술은 IBM과 Google의 프로세서를 구동하는 초전도 큐비트에 의존합니다. 그러나 이러한 장치는 입증하는 데 사용되었지만 양자 우위 그리고 구축 가장 큰 범용 양자 컴퓨터 현재까지는 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

처음에는 절대 영도에 가깝게 냉각해야 하기 때문에 부피가 크고 값비싼 극저온 장비가 필요합니다. 그들의 양자 상태는 또한 매우 취약하여 일반적으로 마이크로초만 지속되며 가장 가까운 이웃과만 직접 상호 작용할 수 있으므로 구현할 수 있는 회로의 복잡성이 제한됩니다.

중성 원자 양자 컴퓨터는 이러한 문제를 회피합니다. 그들은 레이저를 발사하여 초저온으로 냉각되는 개별 원자 배열로 만들어졌습니다. 장치의 나머지 부분은 냉각이 필요하지 않으며 개별 원자는 마이크로미터 간격으로 배열될 수 있으므로 전체 시스템이 놀라울 정도로 컴팩트해집니다.

양자 정보는 매우 안정적인 저에너지 원자 상태로 인코딩되므로 이러한 큐비트는 초전도 큐비트보다 수명이 훨씬 더 깁니다. 이러한 안정성으로 인해 큐비트가 상호 작용하는 것이 어려워지고, 이는 대부분의 양자 알고리즘의 핵심인 얽힘을 생성하기 어렵게 만듭니다. 그러나 이러한 중성 원자는 매우 들뜬 상태로 들어갈 수 있습니다. 리드베리 주, 레이저 펄스를 발사하여 서로 얽히게 할 수 있습니다.

이러한 유망한 특성에도 불구하고 이 기술은 지금까지 양자 프로세스를 이해하는 데 도움이 되지만 양자 알고리즘을 구현할 수 없는 양자 시뮬레이터에 주로 사용되었습니다. 하지만 이제 두 가지 연구 자연, 양자컴퓨팅 회사 연구진이 주도 퀘라 및 콜드퀀타, 이 기술을 사용하여 다중 큐비트 회로를 구현할 수 있음을 보여주었습니다.

두 그룹은 약간 다른 방식으로 문제를 해결합니다. QuEra 팀은 연결에 대한 새로운 접근 방식 광학 핀셋으로 알려진 집중된 레이저 빔을 사용하여 장치에서 큐비트를 물리적으로 이동합니다. 이를 통해 가장 가까운 큐비트에만 제한되지 않고 멀리 있는 큐비트와 쉽게 얽힐 수 있습니다. 더 콜드쿠a반면에 nta 팀은 다음과 같이 큐비트를 얽었습니다. 동시에 흥미진진한 그 중 두 개는 Rydberg 주에 들어갔습니다.

두 그룹 모두 복잡한 다중 큐비트 회로를 구현할 수 있었습니다. 그리고 영국 Durham 대학의 Hannah Williams가 다음과 같이 언급했습니다. 동반 논평, 두 가지 접근 방식은 상호 보완적입니다.

큐비트를 물리적으로 섞는다는 것은 작업 사이에 긴 간격이 있다는 것을 의미하지만 유연한 연결성을 통해 훨씬 더 복잡한 회로를 만들 수 있습니다. 그러나 ColdQuanta 접근 방식은 훨씬 빠르며 여러 작업을 병렬로 실행할 수 있습니다. "이 두 그룹이 제시한 기술의 조합은 양자 컴퓨팅을 위한 강력하고 다재다능한 플랫폼으로 이어질 것입니다." 윌리엄스 씁니다.

그러나 Williams에 따르면 이를 위해서는 더 나은 게이트 충실도(올바른 작동을 얼마나 일관되게 설정할 수 있는지)부터 최적화된 레이저 빔 모양 및 더욱 강력한 레이저에 이르기까지 수많은 개선이 필요합니다.

하지만 두 회사 모두 이것이 오래 걸리지 않을 것이라고 확신하는 것 같습니다. QuEra는 이미 작년에 256개 원자 양자 시뮬레이터를 공개했으며, 그들의 웹 사이트에 따르면, 64큐비트 양자 컴퓨터가 곧 출시될 예정입니다. ColdQuanta는 다음과 같은 약속과 함께 더욱 구체적입니다. 100큐비트 힐베르트 컴퓨터 올해부터 이용 가능합니다.

중성 원자가 초전도 큐비트 및 포획된 이온과 같은 업계 최고의 기술을 얼마나 빨리 따라잡을 수 있는지는 아직 알 수 없지만, 유망한 새로운 경쟁자가 양자 경쟁에 뛰어든 것처럼 보입니다.

이미지 크레디트 : Shahadat Rahman Unsplash

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