53 큐빗 양자컴퓨터

53 큐빗 양자 컴퓨터는 양자컴퓨터의 큐비트 수가 50개를 넘어서며너서 양자 우위가 달성되는 것으로 알려져있는데. 50큐비트는 비트로 환산했을 때 현재 슈퍼컴퓨터가 수십에서 수백 페타바이트(104만8576기가바이트)정도 데이터를 처리하는 것과 비슷한 것이라고 볼 수 있다. 그렇기 때문에 50큐비트 이상을 처리할 수 있는 양자 우위가 달성되었을때 슈퍼컴퓨터로 1만년 걸릴 특수 연산을 200초만에 해결하는 등 앞도적인 성능을 자랑하지만 양자 컴퓨터는 기존에 컴퓨터가 했던 일들을 전부 할 수 없지만 양자 난수 생성과 관련된 특수 연산에서만 빠르다는 점등 분명하다.

개요

2019년 9월 20일, 파이낸셜 타임스가 구글이 양자 컴퓨터를 개발했다는 소식을 보도해 파장을 일으킨 것을 시작으로, 기사 내에서는 구글이 시커모어라는 이름의 양자 컴퓨터 칩을 만들었으며, 이에 대한 논문을 나사 사이트에 게재했다가 삭제한 상태라고 했다. 시커모어는 난수를 만든 뒤 이 수가 난수가 맞는지를 증명하는 단순한 작업이 가능한 컴퓨터로 현존하는 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터로도 1만 년을 계산해야 풀 수 있는 난수 증명 계산을 시커모어는 단 200초(3분 20초)만에 해냈다. 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터의 성능을 뛰어넘은 양자 우월성에 최초로 도달한 순간이다. 이 뒤로 IBM에서도 50큐비트를 넘는 53큐비트 양자 컴퓨터 칩을 개발하고 세계 최초로 범용 양자컴퓨터 클라우드 서비스 형태로 상용화하겠다는 계획을 진행하고 있다고 말했다.

종류

구글과 IBM 이 두 회사가 양자컴퓨터 사업에서 선두를 달리고 있는데, 구글이 먼저 53큐비트 양자 컴퓨터칩을 출시하면서 IBM도 따라서 IBM Q네트워크에 구축된 27큐비트 양자컴퓨팅시스템을 업그레이드해 64 양자볼륨을 달성했다고 발표했다.

구글

시카모어(Sycamore)

구글은 2019 10월 23일 양자 우위를 달성했다고 네이처 인터넷 판에 발표했다. 시카모어(Sycamore)칩으로 구동되는 컴퓨터를 발표했다. 양자컴퓨터의 큐비트 수가 50개를 넘어서면 양자 우위가 달성된다고 알려져있다. 이러한 구글이 개발해낸 시카모어칩은 54큐비트로 구성되어있다. 이러한 구글의 시카모어칩은 53큐비트가 연결되어 있다. 큐비트는 규모가 커질수록 양자 중첩을 유지하기 어렵기 때문에, 안정적으로 제어하고 오류를 최소화할 수 있는 환경이 필요하다. 그렇기 때문에 원자를 이온으로 만든 뒤 자기장으로 가두는 이온 트랩 방식, 다이아몬두 격자 구조를 이용하여 큐비트를 구현하는 다이아몬드 방식등 여러가지가 이용된다. 이러한 시커모어칩은 영하 273.15℃의 극저온 상태의 초전도체 회로에서 작동한다. 이러한 현실 때문에 양자 컴퓨터의 빠른 상용화되기는 어렵겠지만, 상용화의 가능성은 조금 더 높였다고 할 수 있다.

IBM

IBM Q 네트워크 시스템의 최고 성능은 32 양자 볼륨이었다. 이러한 양자 볼륨을 달성하고 IBM은 이러한 양자 볼륨을 최적화하는 하드웨어 기술과 소프트웨어 개선에 집중했다. 이러한 하드웨어 인식 방법은 확장이 가능하며 모든 IBM 퀸텀 시스템에서 실행되는 모든 양자회로를 개선해 사용자가 탐색할 수 있는 실험 및 애플리케이션을 개선했다.

참고자료

• KISTI의 과학향기, 〈구글, 양자컴퓨터 개발에 성공하다〉, 《SW중심사회》, 2019-12-06
• 고든, 〈구글의 53 큐빗 양자 컴퓨터 Sycamore〉, 《고든의 블로그》, 2019-10-25

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