러시아 과학 아카데미 레베데프 물리학 연구소에서 과학자들은 이온 덫을 기반으로 한 70큐비트 양자 컴퓨터를 성공적으로 시연하면서 획기적인 발전을 발표했습니다. 국제 전문가들을 놀라게 한 것은 큐비트 수뿐만 아니라 하드웨어 성능을 두 배로 최적화하는 데 도움이 되는 획기적인 정보 암호화 방법이었습니다.
큐비트(양자비트)는 양자 역학에 기반하여 작동하는 양자 컴퓨터에서 가장 기본적인 정보 단위입니다.
이에 따라 통제하기 매우 어려운 엄청난 양의 이온을 쫓는 대신 러시아 연구팀은 35개의 이터비움 이온으로 구성된 사슬 하나만 사용했습니다. 비밀은 그들이 각 입자에서 최대 4개의 에너지 상태를 제어했다는 것입니다. 이는 각 이온 입자가 이제 2큐비트의 힘을 가지고 있어 기계가 70큐비트의 성능을 달성하면서도 안정성을 유지할 수 있다는 것을 의미합니다.
전 세계 양자 경쟁에서 긴 이온 사슬을 제어하는 것은 매우 어려운 문제입니다. 왜냐하면 입자 수가 증가하면 진동이 혼란스러워지고 오차가 발생하기 쉽기 때문입니다. 현재 대부분의 시스템은 안전을 유지하기 위해 일반적으로 35입자로 멈춥니다. 그러나 러시아 과학자들은 다른 길을 택했습니다. 사슬을 늘리는 대신 정보를 입자 내부로 압축합니다.
전문가 일리야 잘리바코는 "우리는 각 이온 입자가 2개의 큐비트와 동등하게 작동할 수 있도록 4단계 양자 시스템을 사용합니다."라고 설명했습니다. 이것은 서구의 현재 양자 아키텍처에 대한 강력한 대응이며, 암호화의 정교함이 부피가 큰 물리적 규모 확장을 대체할 수 있음을 증명합니다.
이 시스템의 작동 원리는 집단 진동에 기반합니다. 과학자들이 레이저 펄스를 이온에 가동하면 전체 사슬이 리드미컬하게 진동합니다. 이러한 긴밀한 연결은 시스템이 매우 높은 정확도로 매우 복잡한 병렬 연산을 수행하는 데 도움이 됩니다.
각 작은 이온을 제어하기 위해 시스템은 매우 빠른 속도로 목표물을 조준할 수 있는 두 개의 이동식 레이저 광선을 사용합니다. 측정 결과 단위 큐비트 활동의 정확도는 99.92%에 달하는 것으로 나타났습니다. 이는 Google 또는 IBM 시스템과 비교해도 매우 인상적인 수치입니다.
현재 이 70큐비트 기계는 더 이상 실험실 유리 캐비닛에 없습니다. 실제 알고리즘을 테스트하기 위해 클라우드 컴퓨팅 플랫폼에 연결되었습니다. 이는 연구자들이 암호 해독, 제약 분자 시뮬레이션 또는 글로벌 물류 네트워크 최적화에 대한 문제를 해결하기 시작할 수 있음을 의미합니다.
러시아의 암호화 기술의 등장은 슈퍼컴퓨터 산업에 새로운 방향을 공식적으로 열었습니다. 물리 입자 수를 확장하는 대신 원자 내부 상태를 철저히 활용하는 것이 가까운 미래에 암호화, 물질 시뮬레이션 및 차세대 제약 개발에 대한 거대한 문제를 해결하는 열쇠가 될 것입니다.
