하버드의 양자 컴퓨팅 혁신: 오류 수정 및 잡음 감소를 향한 도약

QuEra Computing Inc., 메릴랜드 대학, MIT(MIT)와 협력하여 하버드 대학 연구진이 양자 컴퓨팅에 상당한 발전을 이루었습니다. 미국 국방고등연구계획국(DARPA)은 이 분야에서 가장 큰 두 가지 문제를 극복할 목적으로 설계된 독특한 프로세서 개발을 위한 자금을 지원했습니다. 소음과 실수.

큐비트(양자비트)에 영향을 주고 계산상의 실수를 일으키는 잡음은 이러한 문제에 직면해 있는 양자컴퓨팅에 큰 걸림돌이 되어 왔다. 어려움 꽤 오랫동안. 양자컴퓨터 기술을 개선하는 과정에서 이는 상당한 장애물로 입증됐다. 태초부터 엄청난 양의 오류 수정을 수행하려면 XNUMX개 이상의 큐비트를 포함하는 양자 컴퓨터가 필요했습니다. 이것이 바로 이러한 컴퓨터가 널리 사용되는 것을 방해하는 문제입니다.

동료 검토를 거친 과학 저널 Nature에 발표된 획기적인 연구에서 Harvard University가 이끄는 팀은 이러한 문제를 해결하기 위한 전략을 공개했습니다. 그들은 통신 목적을 위해 양자 얽힘으로 서로 연결된 큐비트 모음인 논리적 큐비트에 대한 아이디어를 내놓았습니다. 정보의 중복 복사본에 의존하는 기존 오류 수정 방법과 달리 이 기술은 논리 큐비트에 존재하는 고유한 중복성을 활용합니다.

연구팀은 오류 수정 양자 컴퓨터에서 대규모 계산을 효과적으로 수행하기 위해 이전에 한 번도 달성한 적이 없는 48개의 논리 큐비트를 사용했습니다. 양자 오류에 대한 더 강력한 회복력을 나타내는 XNUMX의 코드 거리를 증명함으로써 이는 지금까지 생성된 가장 큰 논리적 큐비트를 구성하고 얽힘으로써 달성할 수 있게 되었습니다. 따라서 이를 실현 가능하게 만들었습니다.

프로세서를 구성하기 위해 수천 개의 루비듐 원자를 진공 챔버에서 분리한 다음 레이저와 자석을 사용하여 절대 영도에 매우 가까운 온도로 냉각했습니다. 이 원자 중 280개는 큐비트로 변환되고 추가 레이저의 도움으로 얽혀서 48개의 논리 큐비트가 생성되었습니다. 와이어를 사용하는 대신 이러한 큐비트는 광학 핀셋을 사용하여 서로 통신했습니다.

물리적 큐비트를 기반으로 하는 이전의 더 큰 기계와 비교할 때, 이 새로운 양자 컴퓨터는 계산 중 실수율이 훨씬 낮은 것으로 나타났습니다. Harvard 팀이 사용하는 프로세서는 계산 중에 발생하는 실수를 수정하는 대신 사후 처리 오류 감지 단계를 통합합니다. 이 단계에서는 잘못된 출력이 발견되어 삭제됩니다. 이는 현재 시행 중인 NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum) 시대를 넘어 양자 컴퓨터를 확장하기 위한 신속한 접근 방식입니다.

이러한 성과의 결과로 양자 컴퓨팅에 대한 새로운 기회가 가능해졌습니다. 이번 성과는 확장 가능하고 내결함성이 있으며 전통적으로 다루기 어려웠던 문제를 해결할 수 있는 양자 컴퓨터 개발을 향한 큰 진전입니다. 구체적으로, 이번 연구는 양자 컴퓨터가 현재 컴퓨터 과학 분야에서 사용할 수 있는 기술로는 상상할 수 없는 계산 및 조합론을 수행할 수 있는 가능성을 강조합니다. 이는 양자 기술 발전을 위한 완전히 새로운 길을 열어줍니다.

이미지 출처 : Shutterstock

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• 출처: https://Blockchain.News/news/harvards-breakthrough-in-quantum-computing-a-leap-towards-error-correction-and-noise-reduction