새로 발명된 장치, 수천개의 큐비트 제어 가능

시드니 대학교와 마이크로소프트 코퍼레이션의 과학자와 엔지니어 팀이 새로운 장치를 개발하기 위해 협력했습니다. 이 장치는 양자 컴퓨팅에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 단일 칩은 깊은 우주보다 40배 더 차가운 온도에서 작동할 수 있으며, 양자 컴퓨터의 기본 구성 요소인 수천개의 큐비트의 신호를 제어할 수 있습니다.

결과는 네이처 일렉트로닉스에 발표되었습니다.

데이비드 리일리 교수는 칩을 설계한 사람입니다. 그는 시드니 대학교와 마이크로소프트에서 공동 직위를 가지고 있습니다.

“양자 컴퓨팅의 잠재력을 실현하기 위해서는 기계가 수천, 아니면 수백만개의 큐비트를 작동시켜야 합니다”라고 리일리 교수는 말했습니다.

“현재 세계에서 가장 큰 양자 컴퓨터는 50개 정도의 큐비트만 작동시킵니다. 이 작은 규모는 큐비트를 제어하는 물리적 아키텍처의 제한 때문입니다. 우리의 새로운 칩은 이러한 제한을 없애줍니다.”

양자 시스템

효율적인 양자 시스템의 주요 요구 사항 중 하나는 큐비트가 0도 또는 -273.15도 근처의 온도에서 작동하는 것입니다. 이러한 온도 요구 사항의 이유는 양자 컴퓨터가 특수한 응용 프로그램을 수행하기 위해 필요한 물질이나 빛의 특성을 잃지 않도록 하는 것입니다.

양자 시스템이 종종 많은 와이어를 포함하는 이유는 전기 신호를 보내고 받는 명령에 따라 작동하기 때문입니다.

리일리 교수는 또한 ARC 엔지니어드 양자 시스템 센터(EQUS)의 수석 조사자입니다.

“현재 기계는 아름다운 와이어 배열을 생성하여 신호를 제어합니다. 그것들은倒置된 금속 새의巢 또는 샹들리에와 같습니다. 그것들은 아름답지만 근본적으로 비실용적입니다. 즉, 우리는 유용한 계산을 수행하기 위해 기계를 확장할 수 없습니다. 입력-출력 병목 현상이 있습니다”라고 리일리 교수는 말했습니다.

마이크로소프트의 선임 하드웨어 엔지니어이자 장치의 공동 발명가인 쿠샬 다스 박사는 “우리의 장치는 모든那些 케이블을 없애줍니다. 두 개의 와이어만으로 입력 정보를 전달할 수 있으며, 수천개의 큐비트의 제어 신호를 생성할 수 있습니다. 이것은 양자 컴퓨팅을 위한 모든 것을 변경합니다”라고 말했습니다.

마이크로소프트 양자 연구소

새로운 칩은 시드니 대학교에 있는 마이크로소프트 양자 연구소에서 발명되었습니다. 이 파트너십은 두 가지 서로 다른 세계를 결합하여 엔지니어링 도전을 해결하기 위한 혁신적인 접근 방식을 개발합니다.

“양자 컴퓨터를 구축하는 것은 21세기 가장 어려운 엔지니어링 작업일 수 있습니다. 이것은 작은 팀과 한 국가의 대학 연구소에서 달성할 수 없습니다. 글로벌 기술 회사인 마이크로소프트와 같은 규모가 필요합니다”라고 리일리 교수는 말했습니다.

“마이크로소프트와의 파트너십을 통해 우리는 입력-출력 병목 현상을 극복하기 위한 이론적 아키텍처를 제안한 것이 아니라, 그것을 구축했습니다.

“우리는 사용자 지정 실리콘 칩을 설계하고 양자 시스템에 결합하여 이를 증명했습니다”라고 그는 말했습니다. “저는 이것이 가장先進的な 集成 回路 중 하나이며, 깊은 저온에서 작동할 수 있는 것이라고 확신합니다.”

새로 개발된 칩은 양자 컴퓨터를 발전시키는 데 주요 역할을 할 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 암호학, 의학, AI 등과 같은 분야에서 고전 컴퓨터가 해결할 수 없는 문제를 해결하는 능력에서极めて 先進的な 기술입니다.