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조율 가능한 자속 큐빗을 이용한 양자정보의 저장

전문가 제언: ○ 양자컴퓨터는 현재 한계에 도달한 반도체를 기반으로 하는 컴퓨터가 해결할 수 없는 문제에 해답을 제공할 것으로 예상된다. 15, 6년 전부터 개발이 시작되어 상당한 성과를 거두었다.

○ 양자컴퓨터는 정보를 양자상태로 저장하고 읽음으로 기존 컴퓨터의 원리적 한계에 제한을 받지 않는다. 계산속도가 지수 함수적으로 가속되는 점도 디지털 컴퓨터와 다르다.

○ 양자컴퓨터의 기본소자인 양자비트(qubit)에는 광양자 큐빗, 전하 큐빗, 초전도 큐빗, NMR 큐빗 등 여러 종류가 있으며 각각 장단점이 있다.

○ 이 논문에서는 고체소자인 초전도 큐빗 중에서 IBM이 개발하는 자속 큐빗의 현황을 소개한다. 특히 비례축소가 가능(scalable)하여 실용적인 컴퓨터 제작에 필수적인 조율이 가능한 자속 큐빗의 작동을 시연하였다. 아직은 결맞음시간이 짧아 개선이 필요하다. 1 큐빗과 2 큐빗 게이트의 생성, 측정에도 성공하였다.

○ 이미 양자컴퓨터와 비슷한 원리로 작동하는 양자 암호작성기가 개발되어 시연되었다. 양자 얽힘을 이용한 초강력 양자컴퓨터와는 거리가 먼 것 같지만 광자의 순간이동(teleportation)에도 성공하였다. 양자 순간이동기는 범용 양자컴퓨터의 모든 주요 요소를 갖춘 첫 번째 장치가 될 것이다.

○ 양자컴퓨터는 물리학과 전자공학, 정보과학이 융합하여야 성공적으로 개발될 수 있다. 미국은 학연산 공동으로 양자컴퓨터를 개발하고 있다. 유럽과 일본도 국가적 차원의 R & D를 수행중이다.

○ 국내에서는 몇몇 대학을 중심으로 광양자 큐빗의 기초연구를 수행하고 있으나, 이 논문에서 다루는 초전도 소자를 사용한 큐빗 연구는 기초연구를 할 여건도 갖추지 못하였다. 전자공학과 IT의 강국인 우리나라도 양자컴퓨터 개발에 관심을 가져야 한다.

저자: M. Steffen et al.
자료유형: 학술정보