ICT/융합

최초로 2차원 공간 양자걸음 구현

발행일 : 2018 / 05 / 17

최근, 상하이교통대학 진셴민(金賢敏) 연구팀은 대규모 3차원 집적 광양자 칩을 구현함과 아울러 최초로 실제 공간 2차원 기반 랜덤워크(Random walk) 양자컴퓨팅을 시연하였다. 이는 아날로그 양자컴퓨팅의 발전 추진 및 “양자 실력”을 구현하는데 중요한 의미가 있다. 해당 연구성과는 미국 “Progress in Natural Science”에 게재되었다.

범용 양자컴퓨터는 최근에 핫이슈로 떠오르고 있다. IBM, 구글(Google), 인텔(INTEL) 등 글로벌 기업은 더욱 높은 양자 비트수 기록을 발표하였다. 그러나 수십 개 더 나아가 더욱 많은 비트수를 구현할지라도 완전 상호연결, 정밀도 요구, 오류 정정 등을 구현하지 못하면 범용 양자컴퓨팅을 구현할 수 없다. 이와 반대로 아날로그 양자컴퓨팅으로 직접 양자 시스템을 구축할 수 있기에 범용 양자컴퓨팅에 요구되는 복잡한 양자 오류 정정이 필요하지 않으므로 제조 및 제어 가능한 양자물리 시스템이 새로운 규모에 도달하면 일반 컴퓨터의 컴퓨팅 능력을 초과할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 물리 및 특정 문제 연구에 직접 이용될 수 있다.

아날로그 양자컴퓨팅의 뛰어난 알고리즘 커널-2차원 공간에서의 양자걸음은 특정된 컴퓨팅 임무를 양자 진화 공간에서의 상호 결합 계수 행렬에 대응시킬 수 있다. 연구팀은 펨토초 레이저 직접 기록 기술을 이용하여 노드수가 49×49에 달하는 현재 세계에서 가장 큰 규모의 3차원 광양자 컴퓨팅 칩을 개발하였다. 연구팀은 실험을 통하여 실제 공간 2차원 자유 진화 기반 양자걸음을 최초로 구현하였으며 또한 향후 더욱 많은 양자 알고리즘 구현을 추진할 전망이다.

지난 20년 동안 사용한 광자수 증가를 통한 컴퓨팅 능력 증가 방식과는 달리 연구팀은 양자 진화 시스템의 물리적 차원 및 복잡도 증가를 통하여 양자상태 공간 규모를 향상시킴과 아울러 더욱 적합한 새로운 양자자원을 개발하였는데 이는 향후 양자 시뮬레이션 컴퓨팅 연구 개발에 중요한 의미가 있다.