요약:
최신 연구 보고서에 따르면 연구원들은 IBM의 최신 양자 프로세서를 사용하여 매우 복잡한 컴퓨팅 작업을 완료했습니다. 전체 과정은 단 19초밖에 걸리지 않았습니다. 연구팀은 똑같은 작업을 세계 최고의 슈퍼컴퓨터(미국 프론티어 슈퍼컴퓨터 등)에 맡긴다면 완료하는 데 약 110년이 걸릴 것으로 추정했다. 이는 양자 이점을 검증하는 데 있어 중요한 이정표로 간주됩니다.
이번 실험은 미국 양자컴퓨팅 소프트웨어 회사인 블루큐빗(BlueQubit)의 이론물리학자 티그란 세드라키안(Tigran Sedrakyan)이 주도했다. 팀은 120개의 양자 비트(큐비트)를 포함하고 현재 IBM의 클라우드 플랫폼을 통해 상업적으로 액세스할 수 있는 IBM의 최신 Nighthawk r2 프로세서를 선택했습니다.
실험 동안 연구원들은 61개의 큐비트를 활성화하고 최대 40사이클의 무작위 회로 샘플링 테스트를 수행했습니다. 이는 양자 컴퓨터의 성능을 측정하기 위해 특별히 설계된 벤치마크 테스트입니다. 무작위적이고 복잡한 작업을 수행하려면 양자 시스템이 필요합니다. 연산량이 기하급수적으로 증가함에 따라 기존 컴퓨터에서는 동일한 결과를 재현하는 것이 극히 어렵습니다.
테스트 데이터에 따르면 Nighthawk r2는 이 19초 동안 1백만 개의 컴퓨팅 샘플을 생성했습니다.
임의 회로 샘플링은 업계에서 수년 동안 양자 이점을 검증하기 위한 표준 테스트로 간주되어 왔습니다. 2019년에 Google은 또한 자사의 53큐비트 Sycamore 프로세서가 컴퓨팅 작업을 완료하는 데 200초가 걸렸다고 발표했습니다. 당시 전통적인 슈퍼컴퓨팅으로는 계산을 완료하는 데 10,000년이 걸릴 것으로 추정되었습니다.
세드라키안과 연구팀은 상업적으로 접근 가능한 양자 프로세서에 대한 이러한 유형의 벤치마크 테스트를 통해 과학계가 양자 이점을 입증한 것은 이번이 처음이며, 최고 양자 전문가가 아닌 일반 사용자도 이렇게 엄청난 컴퓨팅 성능에 접근할 수 있음을 보여준다고 강조했습니다.
이 보고서는 아직 동료 검토를 거치지 않았습니다. 이는 학술적으로 미리 작성된 플랫폼인 arXiv에 지난 9월 23일 처음 게재됐다. 연구진은 110년이라는 수치가 특정 전통적 시뮬레이션 알고리즘을 기반으로 한 추정치라는 점도 지적했다. 앞으로 전통적인 컴퓨팅 기술과 알고리즘이 개선된다면 시간차는 줄어들 수도 있다.
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