이번 주, IBM 발표 반짝이는 새로운 양자 컴퓨터 한 쌍.

이 회사의 Condor 프로세서는 1,000큐비트가 넘는 동종 최초의 양자 칩으로, 이는 불과 몇 년 전만 해도 큰 헤드라인을 장식했을 만한 성과입니다. 그런데 올해 초 스타트업이 아톰컴퓨팅, 1,180큐비트 양자컴퓨터 공개 다른 접근 방식을 사용합니다. IBM은 Condor가 대규모로 고품질 큐비트를 안정적으로 생산할 수 있음을 입증했지만 향후 XNUMX년까지는 회사가 만드는 가장 큰 단일 칩이 될 가능성이 높다고 말합니다.

IBM은 각 칩에 쌓인 큐비트 수를 늘리는 대신 보유한 큐비트를 최대한 활용하는 데 집중할 것입니다. 이런 점에서 발표된 두 번째 칩인 헤론(Heron)이 미래다.

Heron은 Condor보다 큐비트 수가 적지만(133개) 훨씬 더 빠르고 오류 발생 가능성도 낮습니다. 회사는 이러한 소형 칩 몇 개를 스마트폰을 구동하는 멀티코어 프로세서와 같이 점점 더 강력한 시스템으로 결합할 계획입니다. 이번 주에 발표된 첫 번째 시스템 XNUMX에는 XNUMX개의 연결된 Condor 칩이 포함되어 있습니다.

IBM도 업데이트했습니다. 양자 로드맵, 2033년까지의 주요 엔지니어링 이정표 타임라인입니다. 특히 회사는 2029년까지 내결함성 양자 컴퓨터를 완성하는 것을 목표로 하고 있습니다. 기계는 예상되는 것과 같이 복잡한 양자 알고리즘을 실행할 만큼 크지 않습니다. 하루 휴식 표준 암호화. 그래도 담대한 약속이다.

양자보정

실용적인 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터로는 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있을 것입니다. 그러나 오늘날의 시스템은 그 꿈을 실현하기에는 너무 작고 오류가 많습니다. 이를 달성하기 위해 엔지니어들은 오류 수정이라는 솔루션을 개발하고 있습니다.

큐비트는 양자컴퓨터의 기본 단위이다. 노트북에서 정보의 기본 단위는 켜져 있거나 꺼져 있는 트랜지스터로 표시되는 1 또는 0입니다. 양자 컴퓨터에서 정보의 단위는 1, 0 또는 양자의 기이함 덕분에 이 둘의 조합입니다. 물리적 구성 요소는 원자, 전자 또는 와이어의 작은 초전도 루프일 수 있습니다.

IBM은 후자를 선택하여 와이어 루프, 즉 트랜스몬을 절대 영도에 가까운 온도로 냉각하고 이를 양자 상태로 만드는 방식으로 양자 컴퓨터를 만듭니다. 여기에 문제가 있습니다. 큐비트는 믿을 수 없을 정도로 취약하여 계산 전반에 걸쳐 이러한 양자 상태에서 쉽게 빠져 나옵니다. 이로 인해 오늘날의 기계를 신뢰할 수 없게 만드는 오류가 발생합니다.

이 문제를 해결하는 한 가지 방법은 오류를 최소화하는 것입니다. IBM은 여기서 진전을 이루었습니다. Heron은 몇 가지 새로운 하드웨어를 사용하여 시스템이 큐비트 쌍을 양자 상태로 얼마나 빨리 배치하는지("게이트"라고 알려진 작업) 속도를 크게 높여 주변 큐비트로 퍼지고 퍼지는 오류 수를 제한합니다(연구원들은 이를 "누화"라고 부릅니다). ).

“정말 아름다운 장치입니다.” Gambetta 이야기 ARS Technica. "이전 장치보다 XNUMX배 더 뛰어나고 오류가 훨씬 적으며 누화를 실제로 측정할 수 없습니다."

하지만 오류를 완전히 없앨 수는 없습니다. 앞으로는 중복성도 핵심이 될 것입니다.

큐비트 그룹 간에 정보를 분산함으로써 하나의 오류가 미치는 영향을 줄이고 그룹의 오류를 확인하고 수정할 수도 있습니다. 오류 수정된 "논리적 큐비트" 중 하나를 형성하려면 여러 개의 물리적 큐비트가 필요하기 때문에 유용한 계산을 완료하려면 엄청나게 많은 물리적 큐비트가 필요합니다. 이것이 바로 규모가 중요한 이유입니다.

소프트웨어도 도움이 될 수 있습니다. IBM은 이미 올해 초 발표한 오류 완화라는 기술을 채택하고 있습니다. 이 기술에서는 발생할 수 있는 오류를 시뮬레이션하고 이를 계산에서 뺍니다. 그들은 또한 다음을 확인했습니다. 논리적 큐비트의 물리적 큐비트 수를 줄이는 오류 수정 방법 거의 XNUMX배 정도. 그러나 이 모든 것에는 큐비트 간의 고급 연결이 필요하며, 이는 앞으로 가장 큰 과제가 될 수 있습니다.

IBM의 수석 부사장이자 연구 이사인 Dario Gil은 "이들을 하나로 묶어야 합니다."라고 말했습니다. 이야기 로이터. “실용화하려면 이러한 많은 일을 함께 수행해야 할 것입니다. 그렇지 않다면 그것은 단지 종이 연습에 불과하기 때문입니다.”

도로에서

업계에서 IBM을 독특하게 만드는 점은 XNUMX년 후의 미래를 내다보는 로드맵을 발표한다는 것입니다.

이는 위험해 보일 수 있지만 현재까지 그들은 이를 고수해 왔습니다. Condor와 Heron 뉴스와 함께 IBM은 또한 다음과 같은 글을 게시했습니다. 로드맵의 업데이트된 버전.

내년에는 5,000번의 게이트 작동이 가능한 업그레이드 버전인 Heron을 출시할 예정입니다. 헤론 다음에는 플라밍고가 옵니다. 그들은 1,000개의 Flamingo 칩을 50큐비트가 넘는 단일 시스템에 연결합니다. 또한 Flamingo의 게이트 수를 15,000년 2028개에 도달할 때까지 매년 약 XNUMX%씩 늘릴 계획입니다. 이와 동시에 회사는 메모리부터 시작하여 통신 및 게이트로 이동하여 오류 수정 작업을 수행할 것입니다.

이 모든 것은 200년에 Starling이라는 2029큐비트 내결함성 칩으로 정점을 이루고 게이트 운영이 100억 개로 도약할 것입니다. Starling은 2033년에 더 큰 Blue Jay에게 자리를 내줄 것입니다.

하이젠베르크의 경마

가장 개방적일 수 있지만 IBM의 야망은 IBM만이 아닙니다.

구글은 같은 형태의 양자컴퓨터를 추구하고 있으며, 몇 년간 스케일링보다 오류수정에 집중해 왔다. 그런 다음 완전히 다른 종류의 양자 컴퓨터가 있습니다. 일부는 하전된 이온을 큐비트로 사용하고 다른 일부는 광자, 전자 또는 Atom Computing과 같은 중성 원자를 사용합니다. 각 접근 방식에는 장단점이 있습니다.

IBM의 양자 시스템 이사인 Jerry Chow는 "결국 양자 프로세서의 성능을 비교할 수 있는 간단한 측정항목 세트가 있습니다."라고 말했습니다. 말했다 가장자리. “규모입니다. 얼마나 많은 큐비트에 도달하고 안정적으로 구축할 수 있습니까? 품질: 작업 및 계산을 수행하는 데 해당 큐비트가 얼마나 오래 지속됩니까? 그리고 속도: 이러한 양자 프로세서를 통해 실행과 문제를 실제로 얼마나 빨리 실행할 수 있습니까?”

Atom Computing은 중성 원자가 동일하므로(제조 결함 가능성 제거) 무선으로 제어할 수 있고 실온에서 작동할 수 있기 때문에 선호합니다. Chow는 중성 원자 공간에서 흥미로운 일이 일어나고 있지만 속도가 단점이라는 데 동의합니다. "이 속도로 내려갑니다"라고 그는 말했습니다. "이온이든 원자든 실제 원자 항목이 있을 때마다 시계 속도가 손상됩니다."

진실은 경주가 아직 승리하지 않았으며 당분간은 승리하지 못할 것이라는 것입니다. 새로운 발전이나 예상치 못한 과제로 인해 환경이 재작업될 수 있습니다. 그러나 Chow는 자사의 접근 방식에 대한 회사의 자신감이 10년을 내다볼 수 있는 원동력이라고 말했습니다.

“그리고 나에게는 그 10년 동안 계속해서 복합적인 혁신이 있을 것이고 시간이 지남에 따라 더욱 매력적으로 보일 수 있다는 것이 더 중요합니다. 그리고 그것이 바로 기술의 본질입니다.”라고 그는 말했습니다.

이미지 신용 : IBM

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• 출처: https://singularityhub.com/2023/12/06/ibm-is-planning-to-build-its-first-fault-tolerant-quantum-computer-by-2029/