과학자들, 새로운 유형의 큐비트와 함께 양자 컴퓨터의 돌파구를 달성하다

토포로지컬 큐비트는 보편적인 응용 프로그램을 위한 양자 컴퓨터 개발에서 돌파구를 창출하기 위해 탐索되고 있지만, 아직까지는 이러한 유형의 양자 비트를 실험실에서 시연할 수 있는 사람은 아무도 없습니다.

주요한 돌파구로서, Forschungszentrum Jülich의 과학자들은 처음으로 전통적인 초전도 큐비트에 토포로지컬 인서레이터를 통합했습니다.

새로운 연구는 Nano Letters저널에 발표되었습니다.

연구 그룹은 Forschungszentrum Jülich의 Peter Grünberg Institute (PGI-9)의 Dr. Peter Schüffelgen이 이끌었습니다.

가장 복잡한 문제를 해결하다

양자 컴퓨터는 미래에 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 양자 효과로 인해 이러한 기계는 현실적인 시간 내에 전통적인 컴퓨터로 처리할 수 없는 가장 복잡한 문제에 대한 솔루션을 제공할 수 있습니다. 이러한 새로운 진보에도 불구하고, 양자 컴퓨터의 넓은 사용과 구현에는 여전히 많은 작업이 필요합니다.

현재 기계는 일반적으로 작은 수의 큐비트만을 포함하며, 종종 오류가 발생합니다. 시스템이 크게 증가함에 따라 환경으로부터 완전히 격리하는 어려움도 증가합니다.

토포로지컬 큐비트

이 때문에 많은 전문가들은 새로운 유형의 양자 비트인 토포로지컬 큐비트가 이러한 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대합니다. 연구자들만이 아니라 Microsoft와 같은 주요 회사들도 이에 대해 작업하고 있습니다. 토포로지컬 큐비트는 토포로지컬로 보호되는 특별한 특성을 가지고 있습니다. 초전도체와 그 특별한 전자 재료 특성의 기하학적 구조도 양자 정보를 유지합니다.

이러한 특성으로 인해 토포로지컬 큐비트는 매우 강력하고 외부의 디코히런스 소스에 대해 거의 면역성이 있습니다. 또한 Google과 IBM과 같은 회사가 사용하는 전통적인 초전도 큐비트에 비해 빠른 스위칭 시간을 가지고 있습니다.

이러한 진행에도 불구하고, 연구자들은 여전히 적합한 재료 기반이 부족하기 때문에 토포로지컬 큐비트를 생성할 수 있는지 여부에 대해 불확실합니다. 이는 전문가들이 필요한 특별한準粒子, 즉 마요라나 상태를 실험적으로 생성할 수 없다는 것을 의미합니다. 이러한準粒子は 아직까지는 이론적으로만 시연할 수 있었습니다.

그러나 이러한 하이브리드 큐비트는 완전히 새로운 가능성을 열어주고 있으며, 새로운 재료의 생성으로 이어질 수 있습니다.