IQT의 "Journal Club:" 양자 저장소 컴퓨팅에 대한 일반인을 위한 가이드 – Inside Quantum Technology

IQT의 '저널클럽'은 최근 양자 기술 연구 논문을 분석하고 그것이 양자 생태계에 미치는 영향을 논의하는 주간 기사 시리즈입니다.  

양자 컴퓨팅의 영역은 종종 공상 과학 소설의 페이지에서 직접 가져온 것처럼 들리지만 매우 현실적이고 빠르게 발전하고 있습니다. 새로운 자연 과학 보고서 논문, 연구원 IBM 양자 Thomas J. Watson 연구 센터는 현재 "양자 저장소 컴퓨팅"이라는 새로운 측면에 초점을 맞추고 있습니다. 이것을 이해하려면, 그림 파도를 사용하여 다음에 무슨 일이 일어날지 예측할 수 있는 거대한 물 저장소입니다. 이 경우에만 물은 입자의 양자 상태이고 파도는 데이터입니다.

양자 저장소 컴퓨팅은 양자 분야의 흥미로운 발전입니다. 기계 학습, 특히 날씨 패턴이나 주식 시장 동향을 예측하는 것처럼 시간 경과에 따른 순서와 패턴을 예측하는 데 적합합니다. 전통적인 컴퓨터는 선형적이고 질서정연하기 때문에 이러한 작업에 어려움을 겪습니다. 증권 시장 or 날씨 – 복잡하고 종종 혼란스럽습니다.

최신 개발에서 진정으로 혁신적인 점은 양자 시스템 내에서 "잡음"을 사용하는 것입니다. 일상 생활에서 소음은 대개 우리가 줄이거나 없애려고 노력하는 것입니다. 그러나 양자 세계에서는 이 잡음을 활용하고 제어하여 더 나은 예측을 할 수 있습니다. 마치 라디오의 잡음이 갑자기 다음에 어떤 노래가 나올지 알려주는 것과 같습니다.

과학자들은 이 양자 잡음을 조정하여 예측을 향상시키는 방법을 고안했습니다. 이는 양자 컴퓨팅의 기본 정보 단위인 양자 비트 또는 큐비트를 제어하는 ​​경로인 양자 회로에 잡음을 프로그래밍함으로써 수행됩니다. IBM Quantum 연구원들은 잡음을 미세 조정함으로써 양자 시스템의 성능을 최적화할 수 있었습니다.

더욱이 연구원들은 이러한 양자 시스템을 단순화하는 방법을 찾았습니다. 필요한 큐비트 수와 연결(얽힘)의 복잡성을 줄여 시스템을 더 쉽게 관리하고 잠재적으로 더 강력하게 만들었습니다.

이러한 양자 저장소 컴퓨팅 발전의 영향은 이미 가능성을 보여주고 있습니다. 단일 잡음 모델과 더 작은 메모리를 사용하여 과학자들은 복잡한 시스템을 시뮬레이션하는 데 인상적인 결과를 얻었습니다. 주어진 한 가지 예는 Mackey-Glass 시스템, 이는 생물학적 진동과 같은 복잡한 시스템을 설명하는 데 사용되는 수학적 모델입니다. 연구자들은 혼돈 체제라고 알려진 것에서 100단계 앞선 행동을 예측할 수 있었습니다. 이는 시스템의 예측 불가능성으로 인해 중요한 과제입니다.

일반인의 관점에서 이는 매우 복잡한 수정구슬을 들여다보고 먼 미래의 사건을 정확하게 예측하는 것과 비슷합니다. 양자 컴퓨팅 산업의 경우 이러한 발전은 일기 예보부터 재무 분석 및 그 이상에 이르기까지 모든 것에 대해 더 빠르고 효율적이며 정확한 예측을 의미할 수 있습니다. 이는 우리의 컴퓨터가 우리처럼 생각할 수 있는 미래, 즉 혼란에 빠지기보다는 혼돈과 복잡성을 포용할 수 있는 미래를 엿볼 수 있는 흥미로운 일입니다.

Kenna Hughes-Castleberry는 Inside Quantum Technology의 전속 작가이자 JILA(콜로라도 대학 볼더 대학과 NIST 간의 파트너십)의 과학 커뮤니케이터입니다. 그녀의 글쓰기 분야에는 딥 테크, 양자 컴퓨팅 및 AI가 포함됩니다. 그녀의 작품은 Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica 등에 소개되었습니다.

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• 출처: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-laymans-guide-to-quantum-reservoir-computing/