향후 실용화를 위해 개발이 진행되고 있는 양자 컴퓨터는 현시점에서 양자 비트의 초기 상태 설정에서 출력 읽기까지의 모든 씬에서 에러가 발생할 가능성이 있어, 할 수 있는 것이 크게 제한되고 있습니다. 2024년 4월 3일, 마이크로소프트와 양자 컴퓨팅 기업인 Quantinuum은 아래와 같이 주장하고 있습니다.
전통적인 물리 양자 비트로부터 오류 발생을 800배 억제하는 전례 없는 수준의 신뢰성을 가진 양자 컴퓨터 개발에 성공했다.
Advancing science: Microsoft and Quantinuum demonstrate the most reliable logical qubits on record with an error rate 800x better than physical qubits - The Official Microsoft Blog
Advancing science: Microsoft and Quantinuum demonstrate the most reliable logical qubits on record with an error rate 800x bette
Today signifies a major achievement for the entire quantum ecosystem: Microsoft and Quantinuum demonstrated the most reliable logical qubits on record. By applying Microsoft’s breakthrough qubit-virtualization system, with error diagnostics and correctio
blogs.microsoft.com
양자 컴퓨터는 기본적으로 양자 비트를 사용하여 정보를 저장하고 처리합니다. 그러나 물리 양자 비트는 노이즈로 인해 오류가 발생하기 쉽기 때문에 기존의 양자 컴퓨터는 그 유용성과 실용성이 크게 제한되었습니다. 이러한 오류를 줄이기 위해 고급 기술을 사용하여 여러 물리 양자 비트를 '논리 양자 비트'라는 신뢰할 수 있는 가상 양자 비트에 결합해야 했습니다.
논리 양자 비트를 활성화하면 물리 양자 비트 수를 늘려 더 길고 복잡한 계산을 수행할 수 있는 강력한 양자 컴퓨터를 구현할 수 있습니다.
이번 마이크로소프트의 양자 비트 가상화 시스템과 Quantinuum의 「 H2 이온 트랩 양자 비트 프로세서 」 와 독자적인 양자 하전 결합 디바이스 아키텍처를 조합함으로써, 30개의 물리 양자 비트를 4개의 신뢰성이 높은 논리 양자 비트에 결합하는 데 성공했습니다. 여러 물리 양자 비트를 하나의 논리 양자 비트로 결합하면 시스템을 오류로부터 보호할 수 있습니다.
Micorosoft에 의하면, 이번 논리 양자 비트에서는 1만 4000개의 독립한 인스턴스를 1개의 에러도 없이 실행할 수 있었다고 합니다.
게다가, 이러한 논리 양자 비트는 100,000회의 실행에 대해 1회밖에 에러를 발생시키지 않는 것이 분명해졌고, 에러율이 물리 양자 비트만을 사용한 기존의 800분의 1로 억제됩니다. Quantinuum의 제니퍼 스트라블리 씨에 의하면, 이번 성과는 지금까지 중 가장 낮은 에러율이라고 합니다.
마이크로소프트는 이 결과에 대해 "헤드폰의 노이즈 캔슬링 기능을 활성화하고 음악을 들으면서 환경 노이즈의 대부분을 제거하는 것은 양자 비트 가상화 시스템을 적용하는 것과 비슷하다"고 말했습니다.
"에러율의 개선은 고품질의 노이즈 캔슬링 헤드폰으로 실현하는 고요함과 같은 것"이라고 비유하고 있습니다.
한편 연구팀은 이번 논리 양자 비트는 어디까지나 개발 단계임을 명확히 하며, "전통적인 양자 컴퓨터를 넘어선 개별 회로 오류를 수정하고, 적어도 두 개의 논리 양자 비트 사이에 양자 얽힘을 생성하는 기능과 함께 논리 양자 비트와 물리 양자 비트 간의 오류율 차이를 더욱 확대할 필요가 있습니다."라고 지적했습니다.
와우!
환상이나 뜬구름처럼 느껴지던 양자컴퓨터가
현실에 한 발짝 성큼 다가온 기분?
가까운 미래에 AI + 양자컴퓨터가 실현된다면
어떤 세상이 펼쳐질지...
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