양자 컴퓨팅에서 혁신에 대한 세계 기록을 세운 연구자들

텍사스 샌안토니오 대학교(UTSA)의 연구자 팀은 양자 컴퓨팅에서 혁신에 대한 세계 기록을 세웠습니다. 물리학 및 천문학 학과와 전기 공학부의 조교수인 R. Tyler Sutherland는 기록적인 실험을 위해 새로운 이론을 개발했습니다.

설더랜드는 양자 광학에 대한 연구 경험을 가지고 있으며, 퍼듀 대학교에서 박사 학위를 받았습니다. 이후 로렌스 리버모어 국립 연구소에서 연구원으로 일했으며, 그의 연구는 양자 컴퓨터의 실험적 응용을 포함했습니다.

세계 기록

연구 팀은 레이저 없이 가장 정확한 얽힘 게이트를 만들어 내는 세계 기록을 세웠습니다. 얽힘 게이트는 두 개의 큐비트 중 두 번째 큐비트에 대한 연산을 첫 번째 큐비트의 상태에 따라 조건을 만듭니다.

새로운 양자 컴퓨팅 성과에 대한 논문은 네이처 과학 저널에 발표되었으며, 제목은 “고충실도 레이저 없는 보편적 제어를 가진 포획 이온 큐비트”입니다.

“예를 들어, 큐비트 A의 상태가 0인 경우, 얽힘 게이트는 큐비트 B에 아무런 영향을 미치지 않지만, 큐비트 A의 상태가 1인 경우, 게이트는 큐비트 B의 상태를 0에서 1로 또는 1에서 0으로 뒤집습니다. 이러한 이름은 두 큐비트 사이에서 양자 역학적 속성인 ‘얽힘’을 생성할 수 있기 때문에 붙여졌습니다.”라고 그는 말했다.

“레이저 없는” 얽힘 게이트

설더랜드에 따르면, 양자 컴퓨터는 얽힘 게이트가 “레이저 없는” 방식으로 만들어질 때 더 쉽게 사용할 수 있고 비용 효율적입니다. 레이저의 경우 수만 달러의 비용이 들지만, 통합 회로는 비용이 훨씬 낮고 같은 동작을 수행합니다.

“레이저 없는 게이트 방법은 레이저를 사용할 때 일반적으로 발생하는 광자 산란, 에너지, 비용 및 보정의 단점이 없습니다.”라고 설더랜드는 말했다. “이 대안 게이트 방법은 마이크로파를 사용하여 레이저의 정확도를 달성하며, 이는 더 저렴하고 보정이 더 쉽습니다.”

양자 컴퓨터의 많은 혁신적이고 유망한 응용 중 하나는 양자 역학적 과정 자체를 시뮬레이션하는 능력입니다. 이는 화학 반응과 같은 것이며, 이는 특정 문제를 해결하기 위해 필요한 실험적 시도와 오류를 기하급수적으로 줄일 수 있습니다. 양자 컴퓨터는 컴퓨팅의 가장 복잡한 문제 중 일부를 해결할 수 있으며, 이는 고전적인 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 빠르게 수행할 수 있습니다.

“나의 연구의 궁극적인 목표는 양자 역학에 대한 인간의 통제력을 증가시키는 것입니다.”라고 설더랜드는 말했다. “사람들에게 자연의 다른 부분에 대한 권한을 부여하면 새로운 도구를 제공합니다. 그들이 궁극적으로 무엇을 구축할지 불확실합니다.”