보스턴, 6년 2023월 48일 – 중성 원자 양자 기업인 QuEra Computing은 오늘 과학 저널 Nature에 게재된 양자 컴퓨팅 혁신이라고 발표했습니다. QuEra Computing, MIT 및 NIST/UMD와 공동으로 Harvard University가 주도한 실험에서 연구원들은 XNUMX개의 논리 큐비트와 수백 개의 얽힌 논리 연산을 갖춘 오류 수정 양자 컴퓨터에서 대규모 알고리즘을 실행했습니다.

QuEra는 “양자 컴퓨팅의 큰 도약인 이 발전은 실질적으로 고전적으로 다루기 힘든 문제를 해결할 수 있는 진정으로 확장 가능하고 내결함성이 있는 양자 컴퓨터를 개발하기 위한 발판을 마련했습니다.”라고 말했습니다.

이 논문은 Nature에서 접속할 수 있습니다.  https://www.nature.com/articles/s41586-023-06927-3.

Moody's Analytics의 Quantum 및 AI 전무이사인 Sergio Gago는 “무디스 애널리틱스는 내결함성 양자 컴퓨팅 환경에서 48개의 논리적 큐비트를 달성하는 것의 기념비적인 중요성과 그것이 데이터 분석 및 금융 시뮬레이션을 혁신할 수 있는 잠재력을 인식하고 있습니다.”라고 말했습니다. 양자 컴퓨팅이 단순한 실험적 노력이 아니라 고객에게 실제 솔루션을 제공할 수 있는 실용적인 도구가 되는 미래에 더 가까이 다가가게 해줍니다. 이 중추적인 순간은 업계가 복잡한 컴퓨팅 문제에 접근하는 방식을 재정의할 수 있습니다.”

양자 컴퓨팅이 엄청난 잠재력을 발휘하는 것을 막는 중요한 과제는 큐비트에 영향을 주어 원하는 결과에 도달하기 전에 계산을 손상시키는 잡음입니다. 양자 오류 수정은 정보를 중복적으로 저장하기 위해 얽혀 있는 물리적 큐비트 그룹인 "논리적 큐비트"를 생성하여 이러한 한계를 극복합니다. 이러한 중복성을 통해 양자 계산 중에 발생할 수 있는 오류를 식별하고 수정할 수 있습니다. 개별 물리적 큐비트 대신 논리적 큐비트를 사용함으로써 양자 시스템은 내결함성 수준을 달성하여 복잡한 계산에 대해 더욱 강력하고 안정적으로 만들 수 있습니다.

Harvard Quantum Initiative의 공동 책임자이자 Joshua and Beth Friedman 대학의 교수인 Mikhail Lukin은 “양자 오류 수정 및 내결함성에 대한 기본 아이디어가 결실을 맺기 시작하면서 지금은 우리 분야에서 정말 흥미로운 시기입니다. QuEra Computing의 공동 창립자. “중성 원자 양자 컴퓨팅 커뮤니티의 뛰어난 최근 진전을 활용하는 이 작업은 뛰어난 재능을 지닌 학생과 박사후 연구원은 물론 QuEra, MIT, NIST/UMD의 뛰어난 협력자들의 놀라운 노력을 입증하는 것입니다. 우리는 앞으로의 과제에 대해 명확하게 알고 있지만, 이 새로운 발전이 대규모의 유용한 양자 컴퓨터를 향한 발전을 크게 가속화하여 발견과 혁신의 다음 단계를 가능하게 할 것으로 기대합니다.”

이전 오류 수정 시연에서는 48개, XNUMX개 또는 XNUMX개의 논리 큐비트를 선보였습니다. 이 새로운 연구는 XNUMX개 논리 큐비트의 양자 오류 수정을 보여줌으로써 오류 문제를 해결하는 동시에 계산 안정성과 신뢰성을 향상시킵니다. 대규모 양자 계산으로 가는 길에서 Harvard, QuEra 및 협력자들은 다음과 같은 중요한 성과를 보고했습니다.

• 현재까지 가장 큰 논리 큐비트를 생성하고 얽힘으로써 7의 코드 거리를 보여줌으로써 얽힌 논리 게이트 작동 중에 발생하는 임의 오류를 감지하고 수정할 수 있습니다. 코드 거리가 길수록 양자 오류에 대한 저항력이 높아집니다. 또한 코드 거리를 늘리면 실제로 논리 연산의 오류율이 감소한다는 연구 결과가 처음으로 나타났습니다.

• 복잡한 알고리즘을 실행하는 데 사용된 48개의 작은 논리적 큐비트를 구현하여 물리적 큐비트로 실행했을 때 동일한 알고리즘의 성능을 능가합니다.

• 40개의 물리적 큐비트를 제어하여 280개의 중형 오류 정정 코드를 구축합니다.

이 획기적인 발전은 수백 큐비트, 높은 XNUMX큐비트 게이트 충실도, 임의 연결성, 완전히 프로그래밍 가능한 단일 큐비트 회전 및 중간 회로 판독을 결합한 고급 중성 원자 시스템 양자 컴퓨터를 활용했습니다.

또한 이 시스템에는 전체 논리 큐비트 그룹에 대한 직접 병렬 제어를 사용하여 재구성 가능한 중성 원자 배열의 하드웨어 효율적인 제어가 포함되었습니다. 이러한 병렬 제어는 제어 오버헤드와 논리 연산 수행의 복잡성을 획기적으로 줄여줍니다. 연구자들은 최대 280개의 물리적 큐비트를 사용하면서 연구에 필요한 모든 작업을 실행하기 위해 XNUMX개 미만의 제어 신호를 프로그래밍해야 했습니다. 다른 양자 양식에는 일반적으로 동일한 수의 큐비트에 대해 수백 개의 제어 신호가 필요합니다. 양자 컴퓨터가 수천 큐비트로 확장됨에 따라 효율적인 제어가 매우 중요해졌습니다.

보스턴 컨설팅 그룹(Boston Consulting Group)의 파트너인 Matt Langione은 “높은 ​​내결함성을 갖춘 48개의 논리적 큐비트 달성은 양자 컴퓨팅 업계의 분수령이 되는 순간입니다.”라고 말했습니다. “이러한 혁신은 실용적인 양자 응용 프로그램의 타임라인을 가속화할 뿐만 아니라 이전에 기존 컴퓨팅 방법으로는 다루기 힘든 것으로 간주되었던 문제를 해결하기 위한 새로운 길을 열어줍니다. 이는 양자 컴퓨팅의 상업적 생존 가능성을 크게 높이는 획기적인 변화입니다. 양자적 이점을 향한 경쟁이 크게 가속화되었으므로 여러 부문의 기업이 주목해야 합니다.”

QuEra Computing의 CEO인 Alex Keesling은 “오늘은 QuEra와 더 넓은 양자 컴퓨팅 커뮤니티에 역사적인 이정표가 되는 날입니다. 이러한 성과는 QuEra 과학자들과 Harvard 및 MIT 학술 협력자들이 주도한 다년간의 노력의 정점입니다. 그리고 엔지니어들은 양자 컴퓨팅에서 가능한 것의 경계를 넓혀갑니다. 이것은 단순한 기술적 도약이 아닙니다. 이는 선구적인 연구에 대한 협력과 투자의 힘을 보여주는 증거입니다. 우리는 세계에서 가장 복잡한 문제를 해결할 수 있는 확장 가능하고 내결함성이 있는 양자 컴퓨팅의 새로운 시대를 위한 무대를 마련하게 되어 매우 기쁩니다. 양자의 미래가 여기에 있으며 QuEra가 이 혁명의 최전선에 서게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다.”

Keesling은 “2022년부터 퍼블릭 클라우드에서 사용할 수 있는 XNUMX세대 머신과 같은 양자 컴퓨터를 제조 및 운영한 우리의 경험과 이 획기적인 연구를 결합하여 우리는 양자 혁명을 이끌 수 있는 최고의 위치에 놓이게 되었습니다.”라고 덧붙였습니다.

이 작업은 ONISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum devices) 프로그램을 통한 최적화, 국립 과학 재단, 초저온 원자 센터(NSF 물리학 프론티어 센터) 및 육군 연구실을 통해 국방고등연구계획국의 지원을 받았습니다.

QuEra는 또한 9월 11일 오전 30시 XNUMX분(ET)에 특별 이벤트를 발표했습니다. 여기서 QuEra는 내결함성 양자 컴퓨터에 대한 상용 로드맵을 공개할 예정입니다. 이 온라인 이벤트에 등록하세요. https://quera.link/roadmap

QuEra 소개

QuEra Computing은 매우 유망한 양자 방식으로 널리 인식되고 있는 중성 원자를 사용하는 양자 컴퓨터 상용화의 선두주자입니다. 보스턴에 본사를 두고 인근 하버드 대학교와 MIT의 선구적인 연구를 기반으로 구축된 QuEra는 주요 공용 클라우드를 통해 온프레미스 제공이 가능한 세계 최대의 공개적으로 액세스 가능한 양자 컴퓨터를 운영합니다. QuEra는 고전적으로 다루기 힘든 문제를 해결하기 위해 대규모의 내결함성 양자 컴퓨터를 개발하고 있으며 양자 분야에서 최고의 파트너가 되고 있습니다. 간단히 말해서, QuEra는 양자화를 위한 가장 좋은 방법입니다. 자세한 내용은 다음을 방문하세요. quera.com

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• 출처: https://insidehpc.com/2023/12/quantum-harvard-quera-mit-and-nist-university-of-maryland-announce-error-corrected-algorithms-on-48-qubits/