양자 컴퓨터의 규모는 빠르게 성장하고 있습니다. 2022년에는 IBM은 433큐비트 Osprey 칩으로 XNUMX위를 차지했습니다.. 어제, 아톰 컴퓨팅 발표 그들은 1,180큐비트 중성 원자 양자 컴퓨터로 IBM을 한 단계 앞섰습니다.

새로운 기계는 진공 챔버에서 레이저로 조작되고 제자리에 고정된 작은 원자 격자 위에서 작동합니다. 이 회사의 첫 번째 100큐비트 프로토타입은 스트론튬 원자로 구성된 10x10 그리드였습니다. 새로운 시스템은 이터븀 원자로 구성된 35x35 격자입니다(위 그림 참조). (기계에는 1,225개의 원자를 수용할 수 있는 공간이 있지만 Atom은 지금까지 1,180개로 테스트를 실행했습니다.)

양자 컴퓨팅 연구자들은 작은 초전도 와이어 루프(Google 및 IBM), 갇힌 이온(IonQ) 및 광자를 포함하여 기존 컴퓨팅에서 트랜지스터로 표현되는 비트와 동일한 비트인 다양한 큐비트에 대해 연구하고 있습니다. 그러나 Atom Computing 및 QuEra와 같은 다른 회사는 중성 원자, 즉 전하가 없는 원자가 확장 가능성이 더 크다고 믿습니다.

이는 중성 원자가 양자 상태를 더 오랫동안 유지할 수 있고 자연적으로 풍부하고 동일하기 때문입니다. 초전도 큐비트는 소음과 제조 결함에 더 취약합니다. 중성 원자는 이웃을 방해할 수 있는 전하가 없고 무선으로 제어될 수 있기 때문에 동일한 공간에 더 빽빽하게 채워질 수 있습니다. 그리고 중성 원자는 다른 양자 컴퓨터에서 요구하는 거의 절대 영점 온도와 달리 실온 설정을 허용합니다.

회사가 뭔가를 하고 있을 수도 있습니다. 그들은 이제 단 XNUMX년 만에 기계의 큐비트 수를 XNUMX배나 늘렸고 더 발전할 수 있다고 믿습니다. 기술을 설명하는 영상에서, Atom CEO Rob Hays는 "XNUMX 입방 센티미터 미만에서 수백만 큐비트로 확장할 수 있는 경로"를 보고 있다고 말합니다.

"100개에서 1,000개로 가기 위해 우리가 직면해야 했던 도전의 양은 아마도 우리가 다음에 가고 싶은 것이 무엇이든 10,000, 100,000으로 갈 때 직면하게 될 도전의 양보다 훨씬 더 클 것이라고 생각합니다."라고 Atom 공동 창립자는 말했습니다. CTO 벤 블룸 이야기 ARS Technica.

하지만 규모가 전부는 아닙니다.

양자 컴퓨터는 매우 까다롭습니다. 큐비트는 표유 자기장이나 가스 입자에 의해 양자 상태에서 벗어날 수 있습니다. 이런 일이 많이 발생할수록 계산의 신뢰성이 떨어집니다. 몇 년 전에는 스케일링이 많은 주목을 받았지만 이제는 스케일 서비스의 오류 수정으로 초점이 옮겨졌습니다. 실제로 Atom Computing의 새 컴퓨터는 더 크지만 반드시 더 강력하지는 않습니다. 예를 들어, 큐비트 수가 증가함에 따라 오류가 누적되기 때문에 모든 것을 아직 단일 계산을 실행하는 데 사용할 수 없습니다.

그러나 최근 이와 관련된 움직임이 나타나고 있습니다. 올해 초 이 회사는 계산 중간에 오류를 확인하는 기능 계산 자체를 방해하지 않고 잠재적으로 이러한 오류를 수정할 수 있습니다. 또한 큐비트의 충실도를 높여 전체적으로 오류를 최소한으로 유지해야 합니다. 아르 자형ecent 논문, 각각 고무적인 진전을 보이고 있다 in 낮은 오류 접근 방식 중성원자 양자컴퓨팅에 새로운 생명을 불어넣으세요. 오류를 줄이는 것은 부분적으로 더 나은 장비와 설계로 해결할 수 있는 엔지니어링 문제일 수 있습니다.

Bloom은 “그 논문이 출판될 때까지 중성 원자를 방해하는 것은 우리가 중성 원자를 제어하는 ​​데 사용하는 모든 고전적인 재료였습니다.”라고 말했습니다. “그리고 이것이 본질적으로 보여준 것은 엔지니어링 회사와 작업하거나 레이저 제조업체와 작업하는 등 고전적인 작업(우리가 하고 있는 작업)을 수행할 수 있다면 실제로 모든 소음을 줄일 수 있다는 것입니다. 그리고 이제 갑자기 믿을 수 없을 만큼 순수한 양자 시스템이 남게 됩니다.”

중성원자 양자컴퓨터의 오류수정 외에도 IBM은 올해 양자 컴퓨팅을 위한 오류 수정 코드를 개발했다고 발표했습니다. 필요한 큐비트 수를 몇 배나 줄일 수 있습니다.

그러나 오류 수정을 하더라도 대규모 내결함성 양자 컴퓨터에는 수십만 또는 수백만 개의 물리적 큐비트가 필요합니다. 그리고 점점 더 많은 수의 원자를 움직이고 얽히게 하는 데 걸리는 시간과 같은 다른 과제도 존재합니다. 이러한 문제를 더 잘 이해하고 해결하기 위해 노력하는 것이 Atom Computing이 오류 수정과 동시에 규모를 추구하는 이유입니다.

그동안 새 기계는 더 작은 문제에 사용될 수 있습니다. Bloom은 고객이 50큐비트 알고리즘 실행에 관심이 있는 경우(회사는 내년에 파트너에게 컴퓨터를 제공하는 것을 목표로 하고 있음) 전체 컴퓨터를 사용하여 여러 번 실행하여 보다 신속하게 신뢰할 수 있는 답변에 도달할 것이라고 말했습니다.

Google 및 IBM과 같은 거대 기업이 있는 분야에서 스타트업이 시스템을 그렇게 빠르게 확장했다는 것은 인상적입니다. 그러나 Atom Computing의 1,000큐비트 기록은 오랫동안 홀로 유지될 것 같지 않습니다. IBM은 1,121큐비트 콘도르 칩 완성 계획 올해 말. 또한 이 회사는 노트북과 휴대폰에 흔히 사용되는 멀티 칩 프로세서와는 달리 모듈식 접근 방식을 추구하고 있습니다. 이 방식에서는 여러 개의 작은 칩을 연결하여 확장이 가능합니다.

우리는 아직 양자 컴퓨팅의 초기 단계. 기계는 연구와 실험에 유용하지만 실제적인 문제는 아닙니다. 이 분야의 가장 큰 과제 중 두 가지인 규모 및 오류 수정 분야에서 진전을 이루는 다양한 접근 방식은 고무적입니다. 이러한 추진력이 향후 몇 년 동안 계속된다면 이러한 기계 중 하나가 마침내 기존 컴퓨터가 할 수 없었던 첫 번째 유용한 문제를 해결할 수 있습니다.

이미지 제공: 아톰 컴퓨팅

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• 출처: https://singularityhub.com/2023/10/25/atom-computing-says-new-quantum-computer-is-first-to-hit-1000-qubits/