연구자들, 세계 최초 분산 양자 컴퓨터 프로토タイプ 개발

연구자들은 최초의 분산 양자 컴퓨터 프로토タイプ를 개발했다. 세베린 다이스, 스테판 랑엔펠드, 그리고 가르ヒ링의 막스 플랑크 양자 광학 연구소의 다른 연구자들은 두 개의 별도 양자 모듈 사이에서 최초의 양자 논리 컴퓨터 연산을 수행했다.

연구 팀은 두 개의 큐비트, 즉 양자 컴퓨터의 메모리와 처리 단위를 두 개의 별도 연구실에 있는 분산 양자 컴퓨터에 연결했다. 이를 위해 60미터의 긴 광섬유를 사용하여 큐비트를 연결했다.

양자 컴퓨터가 수행할 수 있는 복잡한 계산의 수준은 더 많은 상호 연결된 큐비트로 증가한다. 기본적인 컴퓨팅 연산은 두 개의 큐비트 사이의 양자 논리 게이트에 기반하지만, 양자 컴퓨터가 전통적인 컴퓨터보다 우수하려면 동일한 양의 양자 연산을 위해 수십 개에서 수천 개의 큐비트를 상호 연결해야 한다.

현재 최고의 연구소도 여전히 이 장벽에 어려움을 겪고 있으며, 이러한 크기의 양자 컴퓨터는 아직 구축되지 않았다. 큐비트가 서로旁에 있는 수를 증가시킬수록, 동시에 분리하고 제어하는 것이 더 어려워진다.

공동 처리 단위 생성

연구 팀은 새로운 연구를 Science 저널에 발표했으며, 이는 광과학 연구소의 지원을 받았다. 연구에서 두 개의 큐비트 모듈이 60미터 거리에서 성공적으로 연결되어 기본적인 양자 컴퓨터인 두 개의 큐비트를 형성했다.

“이 거리에서 우리는 두 개의 독립적인 큐비트 설정 사이에서 양자 컴퓨팅 연산을 수행한다”고 다이스는 말했다.

이 새로운 접근법을 사용하면 여러 작은 양자 컴퓨터를 공동의 처리 단위로 병합할 수 있다.

이전에는 먼 거리의 큐비트를 연결하여 얽힘을 달성했지만, 이 연결이 양자 계산으로 이어지는 것은 이번이 처음이다. 새로운 시스템은 각기 하나의 원자로 구성된 두 개의 모듈로 작동하며, 두 개의鏡 사이에 위치한다. 모듈은 하나의 광자를 보내며, 이는 광섬유를 통해 전송되고 큐비트의 양자 상태와 얽힌다.

연구 팀의 다음 단계는 두 개 이상의 모듈을 연결하고 모듈에 더 많은 큐비트를 호스팅하는 것이다.

연구소의 책임자이자 팀 리더인 게르하르트 렘프레에 따르면, 새로운 연구는 양자 기술을 더욱 발전시킬 것이다.

“우리의 방식은 분산 양자 컴퓨팅에 대한 새로운 개발 경로를 열어준다”고 렘프레는 말했다.

기존의 양자 컴퓨터와 큐비트를 단일 설정으로 통합하는 것에 대한 일부 제한을 극복함으로써, 새로운 접근법은 미래에 훨씬 더 강력한 시스템으로 이어질 수 있다.