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양자 컴퓨터는 놀라운 속도로 발전하고 있으며, 주요 컴퓨팅 문제를 해결하는 데 우리가 갖는 가장 강력한 도구 중 하나입니다. 그러나 양자 컴퓨터는 외부 영향에 민감하고 오류가 발생하기 쉽기 때문에 정확도가 영향을 받을 수 있습니다.
일부 양자 컴퓨터는 더 이상 고전 컴퓨터를 사용한 시뮬레이션을 통해 독립적으로 검증할 수 없기 때문에 연구자들은 정확성을 확인하는 새로운 방법을 찾고 있습니다.
이 연구는 Physical Review X 저널에 발표되었습니다.
비엔나 대학교의 물리학자 Chiara Greganti는 “미래의 양자 컴퓨터를 중요한 계산에 사용하기 위해서는 출력이 올바른지 확인할 수 있어야 하며, 다른 방법으로 계산을 수행할 수 없더라도 말입니다”라고 말합니다.
양자 컴퓨터가 서로를 확인한다
연구 팀은 다른 양자 컴퓨터의 계산 결과를 확인할 수 있는 교차 확인 절차를 개발하고 구현했습니다. 이러한 장치는 관련되어 있지만 본질적으로 서로 다릅니다.
인스브루크 대학교의 Martin Ringbauer는 “다른 양자 컴퓨터에 서로 다른 무작위 계산을 수행하도록 지시합니다. 양자 컴퓨터는 수행 중인 계산 사이에 숨겨진 연결이 있다는 것을 알지 못합니다”라고 말합니다.
연구 팀은 그래프 구조를 기반으로 하는 양자 컴퓨팅의 대체 모델을 사용하여 공통 소스에서 여러 다른 계산을 생성할 수 있습니다.
“결과는 무작위로 보이고 계산은 다르지만, 장치가 올바르게 작동하는 경우 특정 출력은 일치해야 합니다”라고 그는 계속했습니다.
방법의 구현
연구 팀은 4가지 다른 하드웨어 기술을 사용하는 5개의 현재 양자 컴퓨터에서 이 방법을 구현했습니다:
- 초전도 회로
- 이온 포트
- 광학
- 핵자기 공명
이 방법은 현재 하드웨어에서 작동하며 특별한 요구 사항이 없습니다. 연구 팀은 또한 이 기술이 단일 장치를 자신과 비교하는 데 사용될 수 있음을 보여주었습니다. 두 결과는 일치하는 경우에만 올바른 것입니다. 이는 계산이 매우 다르기 때문입니다.
새로운 기술은 또한 연구자가 계산의 전체 결과를 확인할 필요가 없습니다. 이는 종종 시간이 많이 걸리는 작업입니다.
싱가포르의 Entropica Labs의 Tommaso Demarie는 “다른 장치가 일치해야 하는 경우에 얼마나 자주 일치하는지 확인하는 것이 충분합니다. 이는 매우 큰 양자 컴퓨터에서도 수행할 수 있습니다”라고 말합니다.
양자 컴퓨터가 점점 더 많이 사용 가능해짐에 따라 이 새로운 기술은 이러한 장치가 의도한 대로 작동하는지 확인하는 데 도움이 될 것입니다.
이 기술을 개발하는 연구 팀은 여러 회사에서 온 대학 연구자와 양자 컴퓨팅 산업 전문가로 구성되어 있습니다.
싱가포르의 Horizon Quantum Computing의 Joe Fitzsimons는 “학계와 산업의 이러한 긴밀한 협력은 사회학적인 관점에서 이 논문을 독특하게 만듭니다”라고 말합니다. “일부 연구자가 회사로 이동하는 진행 중인 변화가 있지만, 그들은 양자 컴퓨팅을 신뢰할 수 있고 유용하게 만드는 공동의 노력에 계속 기여합니다.”
