퀀텀 컴퓨터 : 새로운 실리콘 칩, 우리를 더 가까이하게 만들어주었습니다.

Andrew Dzurak는 큰 그림의 관점에서 생각하기를 좋아합니다. 아직 모든 것이 집중되어 있지는 않더라도.

시드니 뉴 사우스 웨일즈 대학교 (University of New South Wales)의 공학 교수이자 오스트레일리아 국립 제조 시설 (National Fabrication Facility)의 디렉터 인 Dzurak의 목표는 최초의 실용적인 양자 컴퓨터를 만드는 것입니다. 그리고 그는 자신의 팀이 새롭게 발표 한 양자 컴퓨터 칩 설계가 그 목적지로의 첫 발걸음을 내디뎠을 것이라고 믿습니다. 그리고 그것은 오늘날의 컴퓨터에 필요한 실리콘 칩 아키텍처를 기반으로합니다.

"이것은 중요한 문제의 범위를 해결하는 데 필요한 수백만 큐 비트의 대용량 양자 프로세서를 구축하는 '비전'또는 '경로'를 제공합니다." 역.

양자 컴퓨팅은 틀림없이 존재할 수있는 진보입니다. 그만큼 21 세기의 기술적 성취를 정의합니다. 물론 우리는 앞으로 83 년 이내에 그것을 풀어 낼 수 있다고 가정합니다. 완전히 작동하는 양자 컴퓨터가 모든 칩에서 수백만 개의 양자 비트 또는 큐 비트를 가질 필요가 있다는 것을 고려하면 확실하지 않습니다. Google과 같은 장소에서 개발중인 제품은 약 50 큐 비트로 최상단에 위치하며 그 디자인을 확장 할 수 있다는 보장이 없습니다.

그러나 Dzurak와 그의 동료 연구원들이 금요일에 출판 된 논문에서 자연 커뮤니케이션 그들은 그들의 설계가 큐 비트의 필수 축성을 포함하도록 구축 될 수 있다고 믿습니다. 각각은 양자의 한계를 극복하고 양자의 한계를 뛰어 넘는 기존의 컴퓨터로 수백만 년의 시간이 걸리는 문제를 신속하게 해결합니다.

"이것은 매우 단순한 비유이지만, moonshot 팀이 로켓 엔진, 스테이지 타이밍, 착륙 모듈, 우주복, 우주 정거장 등 전체 임무에 대한 완벽한 설계를했을 때와 비슷하다고 할 수 있습니다. "라고 그는 말합니다. "큰 프로젝트를 실현하려면 모든 것이 어떻게 잘 맞는지에 대한 비전을 가져야합니다. 이것이 바로이 보고서에서 우리가 목표로 한 것입니다."

Dzurak 팀은 양자 컴퓨터 아키텍처의 5 가지 주요 후보 중 하나 인 실리콘 양자 칩에 중점을 둡니다. 가장 큰 장점은 이미 사용중인 실리콘 칩 기술의 확장인데 큐 비트를 단일 칩에 수백만 개가 들어갈만큼 작게 만드는 방법에 대한 대략적인 지침을 제공합니다.

"실리콘 큐 비트에 대한 내 인생의 대부분을 실리콘 큐 비트에 쓰지 않을 것이라고 말하는 것은 공정하다고 생각합니다."라고 그는 말합니다. 그는 큐 비트를 축소 할 수있는 능력이 있음을 인정합니다. 추가 문제를 만듭니다. "이것은 실제로 다른 큐 비트보다 중요한 이점입니다. 왜냐하면 더 많은 큐 비트를 단일 칩에 패키징 할 수 있다는 것을 의미하기 때문입니다. 그러나 많은 제어 라인을 작은 볼륨으로 가져 오는 데는 몇 가지 문제가 있습니다. 부분적으로 우리 신문이 목표로하는 핵심 과제 중 하나입니다."

이 칩들이 오늘날의 칩과 많은 기능을 공유한다는 사실은 이미 사용 가능한 재료와 사용중인 재료를 사용하여 제작할 수 있음을 의미합니다. 이 논문은이 설계가 큐 비트의 계산에서 오류를 수정하고 수백만 개의 양자 구성 요소를 제어하고 읽는 데 필요한 회로를 구축하는 것과 같은보다 기술적 인 문제를 해결하는 방법에 대해 자세히 설명합니다.

그렇다면 실제 양자 컴퓨터에 얼마나 더 가깝습니까?

"우리는 3-5 년 내에 달성하기를 희망하는 목표 수 1의 작은 (즉, 10 큐 비트) 시스템을 만들기 위해 실리콘 칩 제조 공정을 사용하기를 원합니다."라고 Dzurak은 말합니다. "그런 다음 우리는 약 6 ~ 10 년 후에 100 큐 비트를 목표로 통합 수준을 높여야합니다. 약 100 큐 비트에서 우리는 시간이 지남에 따라 계속 확장 될 수있는 프로토 타입을 가지지 만, 이미 흥미로운 문제에 적용될 수 있습니다."

Dzurak은 그러한 시간 척도가 얼마나 많은 투자가 이루어 졌는지에 크게 의존한다고 말합니다. 진정한 양자 컴퓨터에 대한 팀의 비전을 실현하는 데는 상당한 자원이 필요합니다. 그러나 적어도 그 비전은 결코 분명해지지 않았습니다.

"이 설계 작업을 시작했을 때 완전한 양자 컴퓨터 칩이 어떻게 생겼는지 시각화하고 싶었습니다. "실리콘 사용의 장점과 전체 양자 프로세서 제작의 어려움이 강조 되었기 때문에 매우 중요합니다. 대단한 엔지니어링 도전 과제가 남아 있으며 해결해야 할 두뇌와 결단력이 필요하지만 이제 목표를 세울 실질적인 목표가 있습니다."