새로운 양자 컴퓨터, 더 많은 계산 능력 해금

컴퓨터는 0과 1의 이진 정보로 작동하는 것으로 잘 알려져 있으며, 이는 오늘날의 많은 기술을 가능하게 했습니다. 현재의 양자 컴퓨터도 이진 정보를 처리하도록 설계되었습니다.

마틴 링바우어는 오스트리아 인스브루크의 실험 물리학자입니다.

“양자 컴퓨터의 기본 구성 요소는 0과 1 이상입니다.” 링바우어는 말합니다. “이들을 이진 시스템으로 제한하면 이러한 장치가 자신의 真의 잠재력을 발휘하지 못하게 됩니다.”

양자 숫자를 사용한 계산

토마스 몬츠가 이끄는 인스브루크 대학교 실험 물리학 部의 연구 팀은 임의의 계산을 수행할 수 있는 새로운 유형의 양자 컴퓨터를 개발하는데 성공했습니다. 이 새로운 접근법은 더 많은 계산 능력을 제공하며, 양자 입자 수가 줄어듭니다.

이 연구는 네이처 물리학 저널에 발표되었습니다.

0과 1로 정보를 저장하는 방법은 효율적이지 않지만, 다른 방법보다 훨씬 더 간단합니다. 또한 오류에 강하고 안정적이기 때문에, 오랫동안 고전적인 컴퓨터의 표준이 되었습니다.

양자 컴퓨팅의 고유성

그러나 양자 컴퓨팅에 대해 이야기할 때 상황이 달라집니다. 인스브루크의 양자 컴퓨터는 개별로 포획된 칼슘 원자에 정보를 저장하며, 각 원자는 자연적으로 8개의 다른 상태를 가지고 있습니다. 정보를 저장하기 위해 두 상태만 사용됩니다. 거의 모든 기존 양자 컴퓨터는 실제로 사용하는 양자 상태보다 더 많은 양자 상태에 접근할 수 있습니다.

물리학자들은 qudit를 사용하여 원子的 전체 잠재력을 활용할 수 있는 양자 컴퓨터를 만들었습니다. 기존의 방법과 달리, 더 많은 상태를 사용하는 새로운 방법은 컴퓨터의 신뢰성을 부정적으로 영향을 주지 않습니다.

“양자 시스템은 자연적으로 두 개 이상의 상태를 가지고 있으며, 우리는 모두를 동일하게 잘 제어할 수 있음을 보여주었습니다.” 토마스 몬츠는 말합니다.

물리학, 재료 과학, 화학 등에서 양자 컴퓨터가 필요한 문제는 자연스럽게 qudit 언어로 표현됩니다. 이러한 문제를 qubit으로 다시 작성하면, 오늘날의 기존 양자 컴퓨터에 너무 복잡해질 수 있습니다.

“0과 1 이상을 사용하는 것은 양자 컴퓨터뿐만 아니라 그 응용에도 매우 자연스럽습니다. 이는 양자 시스템의 真의 잠재력을 해금할 수 있도록 해줍니다.” 마틴 링바우어는 말합니다.