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초전도 양자컴퓨터의 요소기술

전문가 제언: ○ 양자계산기는 1982년에 베니오프가 양자계(量子系)에서 에너지를 소비하지 않고 계산할 수 있다는 것을 제시한 것이 발단이며 1994년 Shor에 의하여 고안된 알고리즘이다. Shor알고리즘은 양자계산기의 특유한 알고리즘으로 현실적으로 어려운 소인수분해를 양자계산에서는 매우 짧은 시간에 해결할 수 있다는 것을 제시하였다.

○ 본고는 초전도전기회로를 이용한 양자컴퓨터의 실현에 도전한 것으로 이제까지 개개의 양자비트제어나 판독, 2개의 양자비트사이의 상호작용의 제어 등 필요한 요소기술에 대하여 고찰한 것이다.

○ 최근 주로 연구되고 있는 초전도양자비트는 3종류로 초전도위상양자비트, 초전도자속양자비트, 초전도전하양자비트 등이며 특히 초전도자속양자비트의 응용으로 초전도현상에서 조셉슨효과를 이용한 초전도양자 간섭계(SQUID: Superconducting Quantum Interference Device)가 있다. 앞으로 초전도양자비트를 응용한 연구개발이 필요하다.

○ 또한 초전도양자비트의 연구에서는 실리콘디바이스에서 성공을 거둔 무어의 법칙(Moores Law)을 그대로 적용하면 2010년에는 약 100양자비트의 초전도전하양자의 연산화가 실현되어 실용에 가까운 양자컴퓨팅이 가능할 것이라고 낙관하고 있다.

○ 초전도양자비트의 용도는 주로 양자컴퓨터의 구축이다. 양자컴퓨터는 이론상 현재 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로 수천 년 걸리는 계산을 수십 초에 실행할 수 있다고 예상하고 있다. 앞으로 양자컴퓨터의 연구는 초전도양자비트에 대한 이론적인 연구와 응용연구가 먼저 이뤄지는 것이 바람직하다고 생각한다.

저자: Yasunobu NAKAMURA
자료유형: 학술정보