[📪정보] 수천 큐비트 양자 제어칩 개발

[특이점 만세!(118.35)]

'과학자들이 극저온에서 수천 큐비트를 제어할 수 있는 양자 제어칩을 개발, 초저온 범용 컴퓨팅 가능성 원리 증명했다.

오스트레일리아 시드니 대학(University of Sydney) 연구원들과 함께 작업한 마이크로소프트 퀀텀(Microsoft Quantum) 연구팀은 극저온에서 고전적인 컴퓨터의 이진 비트에 해당하는 양자 정보의 기본 단위인 수천 큐비트(qubits)를 제어할 수 있는 방법을 찾았다.

양자 컴퓨터의 큰 도전 중 하나가 큐비트 디코히어런스(decoherence)라는 것이기 때문에 중요하다. 결 어긋남은 양자 컴퓨팅에서 많은 오류의 원인이며, 양자 상태를 변경하는 방식으로 큐비트와 상호 작용하는 환경의 결과다.

데이빗 레일리(David Reilly) 시드니대 마이크로소프트 퀀텀랩 디렉터는”각 큐비트는 일반적으로 실온의 전자 장치 랙에서 희석 냉장고 끝의 큐비트(절대 영도에 근접한 0.01도 켈빈)로 연결되는 여러 와이어로 해야한다. 이러한 방식으로 큐비트를 제어하면 약 50 큐비트가 된다. 단순히 수천 큐비트 이상을 제어하기 위한 접근 방식으로 확장되지 않는다. 전자 제품 랙에서 배선을 실행하는 것은 오늘날 우리가 사용하는 집적 회로 칩이 아니라 1940년대 최초의 고전 컴퓨터와 비슷하다”고 설명했다.

연구원들은 이 문제에 대한 혁신적인 해결책을 개발했다. 제어 시스템을 확장할 수 있게하고 제어 와이어 및 신호의 병목 현상을 완화하는 구스베리(Gooseberry)라고하는 제어칩으로 구성된다. 제어칩은 저전력으로 구동된다.

레일리는 “칩은 이 온도에서 작동하는 가장 복잡한 전자 시스템이다. 10만 개의 트랜지스터가있는 혼합 신호 칩이 0.1 켈빈(섭씨 -273.05도)에서 작동한 것은 이번이 처음”이라고 말했다.

양자 스택 다이어그램. 위상 큐비트(topological qubits)는 원 큐비트에서 정보를 처리하는 데 필요한 다른 전자 장치와 함께 양자 평면에서 스택의 맨 아래에 있다. 구스베리 칩은 큐비트에 매우 근접한 반면 ‘Alta’는 스택의 “클래식 컴퓨팅”부분의 맨 아래에 위치하며, 여기서 구스베리 및 스택 상위 구성 요소와 통신한다. credit:Microsoft Quantum.

그는 실제로 유용한 양자 컴퓨터가 개발되기 전에 더 많은 도약이 필요하지만 이 작업은 양자 기술의 한 단계 도약을 의미한다고 덧붙였다.

마이크로소프트 퀀텀에 따르면 범용 극저온 컴퓨팅(cryo-compute) 코어 구스베리(Gooseberry)는 극저온에서 작동하는 범용 CPU다. 현재 코어는 약 2K에서 작동하며 일부 트리거링 조작 및 데이터 처리를 처리한다. 온도 제한이 적어 구스베리보다 더 많은 디지털 회로 블록과 트랜지스터를 필요로하는 분기 결정 로직도 다룬다. 코어는 Gooseberry와 개발자가 작성할 수 있는 실행 코드 사이의 중개자 역할을하여 큐비트와 외부 세계 간의 소프트웨어 구성 가능한 통신을 허용한다. 이 기술은 극저온 환경에서 다양한 유형의 코드(현재 도구로 작성된)를 컴파일하고 실행할 수 있음을 입증해 구스베리 칩으로 제어되는 큐비트로 수행할 수있는 작업의 가능성을 더 높일 수 있다.

디지털 로직 블록의 다이어그램 (삽입물은 마스터 발진기, FSM 및 SPI를 포함한 구성) 및 아날로그 충전 잠금 고속 게이트 (CLFG) 셀. 이 32 개의 CLFG 셀은 큐비트와 통신하는 데 필요한 전기 펄스를 충전한 다음 조작하도록 설계됐다. credit:Microsoft Quantum.

연구 논문(A Cryogenic Interface for Controlling Many Qubits)은 최근 네이처(Nature) 저널에 발표됐다.

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수천 큐비트면 얼마나 대단한거임? 대략 설명 좀 - dc App

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오류보정에 얼마나 많은 큐비트가 요구되는지에 따라 달라짐. - dc App

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모르면 모른다고 하셈

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??당연히 모르지.실제로 논리큐비트가 얼마나 될지 안 나왔고 근데 이말이 틀린게 아닌데 왜 지랄?ㅋ - dc App

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