컴퓨팅 파워가 위기 지점에 도달했습니다. 2040 년까지 컴퓨터가 도입 된 이후 현재의 추세를 계속 따라 간다면 양자 컴퓨팅을 깨뜨릴 수 없다면 전 세계의 모든 기계에 전력을 공급할 능력이 없을 것입니다.
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양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 빠른 속도와 강력한 보안을 약속하며 과학자들은 수십 년 동안 양자 컴퓨터를 만들기 위해 노력해 왔습니다.
양자 란 무엇이며 우리에게 어떻게 도움이됩니까?
양자 컴퓨팅은 정보가 저장되는 방식이라는 한 가지 근본적인 측면에서 기존 컴퓨팅과 다릅니다. 양자 컴퓨팅은 중첩이라고하는 양자 역학의 이상한 속성을 최대한 활용합니다. 이는 하나의 '단위'가 기존 컴퓨팅에서 볼 수있는 것보다 훨씬 더 많은 정보를 보유 할 수 있음을 의미합니다.
정보는‘ 비트 ’상태‘ 1 ‘또는‘ 0 , '켜거나 끄는 전등 스위치와 같습니다. 대조적으로, 양자 컴퓨팅은 ' 1 ,’‘ 0 , '또는 두 국가의 중첩 .
중첩을 구로 생각하십시오. ‘ 1 ‘는 북극에 쓰고‘ 0 ‘은 남쪽에서 두 개의 고전적인 부분으로 쓰여집니다. 그러나 양자 비트 (또는 큐 비트)는 극 사이 어디에서나 찾을 수 있습니다.
동시에 켜고 끌 수있는 양자 비트는 정보가보다 효율적으로 저장되고 처리되는 혁신적인 고성능 패러다임을 제공합니다. 쿠에 이린 치우 Chiu 박사는 Massachusetts Institute of Technology에서 물질의 양자 역학적 거동에 대한 연구원이었습니다.
하나의 장치에 훨씬 많은 양의 정보를 저장할 수 있다는 것은 양자 컴퓨팅이 오늘날 우리가 사용하는 컴퓨터보다 더 빠르고 에너지 효율적일 수 있음을 의미합니다. 그렇다면 달성하기가 왜 그렇게 어려운가요?
큐 비트 만들기
양자 컴퓨터의 중추 인 Qubits는 만들기가 까다 롭고 일단 확립되면 제어하기가 훨씬 더 어렵습니다. 과학자들은 양자 컴퓨터에서 작동하는 특정 방식으로 상호 작용하도록해야합니다.
연구원들은 초전도 물질, 이온 트랩에 보유 된 이온, 개별 중성 원자 및 다양한 복잡성을 가진 분자를 사용하여이를 구축하려고 시도했습니다. 그러나 양자 정보를 오랫동안 보유하게하는 것은 어렵다.
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최근 연구에서 MIT의 과학자들은 두 개의 원자로 구성된 단순한 분자 클러스터를 큐 비트로 사용하는 새로운 접근 방식을 고안했습니다.
우리는 초저온 분자를 '큐 비트'로 사용하고 있습니다.이 논문의 주 저자 인 Martin Zwierlein 교수는 2017 년 Alphr에 말했습니다. 분자는 오랫동안 원자, 이온, 초전도 큐 비트와 같은 다른 시스템에 비해 매우 유리한 특성을 가진 양자 정보의 운반체로 제안되었습니다. , 등등. 여기서 우리는 처음으로 그러한 양자 정보를 초저온 분자의 기체에 장기간 저장할 수 있음을 보여줍니다. 물론 궁극적 인 양자 컴퓨터는 예를 들어 큐 비트가 서로 상호 작용하여 이른바 게이트를 실현하도록하는 계산도해야합니다. Zwierlein은 계속했습니다.하지만 먼저 양자 정보를 보유 할 수도 있다는 것을 보여 주어야합니다. 이것이 우리가 한 일입니다.
MIT에서 생성 된 큐비 트는 이전 시도보다 더 오래 양자 정보를 보유했지만 여전히 1 초 동안 만 유지되었습니다. 이 기간은 짧게 들릴 수 있지만 실제로는 비교 가능한 실험보다 1000 배 정도 더 길다고 Zwierlein은 설명합니다.
최근에는 뉴 사우스 웨일스 대학의 연구원들이 양자 컴퓨팅을 향한 획기적인 발전을 이루었습니다. 그들은 인 원자의 전자와 핵을 사용하는 플립 플롭 큐비 트라고 불리는 새로운 유형의 큐 비트를 발명했습니다. 자기 신호 대신 전기 신호에 의해 제어되므로 쉽게 분배 할 수 있습니다. '플립 플롭'큐비 트는 전기장을 사용하여 핵에서 전자를 끌어 당겨 전기 쌍극자를 생성합니다.
큐 비트를 넘어서
그러나 과학자들이 알아 내야하는 것은 큐 비트 만이 아닙니다. 그들은 또한 양자 컴퓨팅 칩을 성공적으로 만들기 위해 재료를 결정해야합니다.
치우 종이 2017 년 초에 발표 된은 양자 컴퓨팅 칩의 기초를 형성 할 수있는 초박막 재료 층을 발견했습니다. Chiu는 Alphr에게 다음과 같이 말했습니다.이 연구에서 흥미로운 점은 우리가 올바른 재료를 선택하고 고유 한 속성을 찾고 그 장점을 사용하여 적합한 큐 비트를 만드는 방법입니다.
무어의 법칙은 실리콘 칩의 트랜지스터 밀도가 약 18 개월마다 두 배가 될 것이라고 예측한다고 Chiu는 말했다. 그러나 이러한 점진적으로 축소 된 트랜지스터는 결국 양자 역학이 중요한 역할을하는 소규모에 도달 할 것입니다.
Chiu가 언급 한 Moore의 법칙은 1970 년 Intel의 공동 창립자 Gordon Moore가 개발 한 컴퓨팅 용어입니다. 컴퓨터의 전체 처리 능력은 약 2 년마다 두 배가된다고 말합니다. Chiu가 말했듯이 칩의 밀도는 감소합니다. 이는 양자 컴퓨팅 칩이 잠재적으로 답할 수있는 문제입니다.
양자 컴퓨팅이 최고의 Vaporware입니까?
Vaporware는 무엇입니까?
용어에 대해 들어 본 적이없는 경우 증기기구 , 그것은 본질적으로 광고되었지만 아직 사용할 수 없거나 사용할 수 없게되는 소프트웨어 관련 제품입니다. 예를 들어, 마케팅이 많이되었지만 빛을 보지 못한 소프트웨어 제품이 있습니다.
사람들이 양자 컴퓨터의 영향과 비즈니스 및 연구 환경의 다양한 발전에 대해 수십 년 동안 낙관적 인 예측을 했음에도 불구하고 우리는 양자 컴퓨팅의 꿈을 달성하는 데 얼마나 가깝습니까? 이 상황은 미래의 베이퍼웨어에 대한 예측입니까, 아니면 유용 할 것입니까?
우리는 양자 컴퓨팅의 현실 다른 기사에서. 요약하면, 양자 컴퓨터는 내년 또는 2 년 내에 기존 컴퓨터보다 매우 비현실적인 계산을 빠르게 수행 할 것입니다. 그러나 이는 간단한 절차가 아니며 일상적인 소비자에게 저렴하거나 유익하지도 않습니다.
