[H/W] 하버드 대학, 세계 최초 51큐빗 양자 컴퓨터 공개

[ALIVEisANSWER]

하버드 대학에서 51 큐빗의 양자 컴퓨터를 개발했다고 러시아 양자 센터의 공동 설립자이자 하버드 대학의 교수인 미카일 루킨이

공개했습니다.

설명에 따르면 원자들의 집합이 특별한 레이저 "셀" 들에서 유지되고 극저온으로 차갑게 하여 51 큐빗의 양자 컴퓨터가 가능하다고 합니다.

이러한 조건을 갖추기 위해서는 다양한 요건의 안정성을 갖출 수 있어야 한다고 합니다.

이는 러시아, 모스크바에서 열린 국제 양자 기술 컨퍼런스에서 발표되었습니다.

출처 : https://frontnews.eu/news/en/7475

[죄수번호279935495]

기계문명이 시작된다

[고구마군]

이제 rsa따위는 보안이 안되는건가. 블록체인기법이 엄청 많아 질듯

[blzen]

아직까지는 실험실에서 나올 수 없는 연약한 존재네요.

[Redmario]

그니까.. 저걸로 유게 풀옵을 할수있다 이거죠?

[특급훼인]

언젠가 양자컴퓨터가 극저온 환경이 필요없게 되면 그때부터 또 PC부문 엄청나게 발전할 듯.

...그게 언젠지는 모르겠지만

[천연기념인]

양자 특성상 매우 불안정하여 상온에서 실현될수 없기에 극저온 환경을 이전보다 수월히 저전력에 작은공간에서 구현하는 기술이 발달할듯.

데스크탑까진 어찌어찌 구현해도 손안의 모바일 형태로는 어림없단 얘기죠.

[루리웹-2193353360]

서버는 저걸로 하고, 무선이 극도로 발전해서 개인은 Thin Computer 만 쓸 듯.

[프기니]

상온에서는 맥스웰 볼츠만 속도 분포로 원자들이 분포하기 때문에 기본적으로 레이저 쿨링 기술을 사용하여 아톰의 평균 속도를 0에 가깝게 낮추는 광학적인 방법을 사용합니다. 따라서 말씀하신 내용은 물리적으로 말이 안됩니다.

[프기니]

선진국은 이미 Chip Base로 실험이 넘어갔죠.

[죠타로0087]

어짜피 머신러닝도 20년뒤에 지금 빛을 보고있음 ㅋㅋㅋ 이것도 20년 걸림 ㅋㅋ

[봄날은간다]

볼수도 있을듯

[세컨트]

볼수는 있겠지만 나이들어서 IT기술엔 관심없는 틀딱되겠죠...

[‎]

스티븐 잡스는 뭐 20대에 죽엇나

[형광병아리]

이미 그쪽에 관심있는 사람은 따라갈 확률이 높아요

[컴퍼니..]

우리집 컴퓨터 i7 6600 그래픽 970gtx보다 몇배 더 좋음??

[간G나게]

자 테스트로 채굴돌려서
제발! 가상화폐 씨 좀 말려주세요..
컴 맞추어야 되는데..
글카가 발목잡고 ㅜㅜ

[하야시스]

이제 양자쨔응의 모에화도 멀지 않았어!!

[CapDuck]

극저온?이라면.. CPU도 뜨거워지지 안을 수 있다는건가?

[windtales]

아마도 양자컴이 대중화 될때쯤이면... 양자기술을 이용한 데이터 전송 클라우딩도 같이 움직이겠죠. 시차 제로에 근접하는 클라우딩이면 디스플레이랑 컨트롤러만 들고 다니면 될테니까요.
메인 양자서버 -> 각 국가, 지역 양자 서버 -> 분배기 -> 단말기. 이정도만 해도 핑이 어마어마하게 줄어들테니.
요기에 돌돌 말아지는 디스플레이.

[月夜幻談×貪狼]

저렇게 비벼야 겨우 51큐빗인가..

비트랑 다른 큐빗이라는 단위가 나와서 감들이 잘 안오시는것 같은데
큐빗은 비트에 양자역학을 계산에 적용한것이라 훨씬 뛰어나지만 그냥 단순히 비교하면 51비트 일뿐..

만약 양자컴퓨터를 수리하겠다고 뭣모르고 컴퓨터깐순간 51큐빗이 동시에 51비트가 되니까
큐빗은 비트에서 결맺음과 슈퍼포지션으로 훨씬 더 쪼개서 정보를 저장할순 있지만 그래도 큐빗이 수치 자체가 낮은건 치명적임
+-e=mc^2 이 어마어마한 에너지를 갖고 있지만 실질적으론 소립자 개개의 질량이 너무 낮아서 우리들을 산산조각 내지 못하는것처럼

학자들은 최소 수백만 큐빗은 되야 가정용 컴퓨터 수준으로 써먹는다 할정도인데 아직 51큐빗 이라면.. 정말 제대로 된 양자컴퓨터가 이번세기에 나오지 않을 확률이 클듯.. 하긴 원자의 결맺음을 깨는 '모든' 요소를 배제할 방법을 찾는다면 노벨상 수준에서 끝나지 않고 한순간에 세계 최고의 부자가 될거라 할정도로 심각한 문제니까

애초에 현실의 양자컴퓨터는 모두가 상상하는 무한한 연산력으로 찰나에 모든걸 계산하는 양자컴퓨터랑은 완전히 틀리다고 함
일단 큐빗이 너무 적고 큐빗을 형성하기 너무 어려워서 결맺음의 갯수로 연산력을 뻥튀기 할 수준이 못되니 무한한 연산력이랑은 척을지었는데

다만 양자역학적 성질에 관여가 가능한 장비라 무언가를 계산하는데에 성공률과 실패율 사이에서 성공률을 증폭시키는 방식으로 계산을함
양자컴퓨터의 몇년전거지만 양잨텀의 계산에 대한 일화를 하나 보자면 '일반컴퓨터는 100자리수 이상의 소수를 계산하는건 평생이 걸려도 못하지만, 양자컴퓨터는 한순간에 계산이 가능하다. 하지만 양자컴퓨터가 여태 계산한 제일 복잡한 수식은 3x5=15이다.' 물론 몇년전 큐빗이 더 낮을때였으니 지금은 10X10=100정도는 계산할지도..

그래서 계산용이나 연구용으론 가능하겠지만 글쎄.. 일반컴퓨터처럼 그때그때 연산력으로 뭔가를 처리하면서 서버용으로 쓰기엔 어떨지..
특히 서버용으로 쓰는건, 결맺음이 깨지는건 모든 열,전파,진동,소음 등을 배제한다 치더라도 간섭을 받고 깨지는지라 근본적으로 문제가 해결되기 전엔 힘들듯

내가알기론 양자컴퓨터 계산이 계산 할때마다 순식간에 결맺음 맺고 결맺음이 계속 깨져도 또 계속 결맺음을 맺어가면서 계산하는것 같던데
특히 정보를 저장해 놓는 서버용에서 생기는 문제는.. 양자역학적 특징중 하나가 한번 상태는 두번다시 이루어지지 않는다 할정도로 양자적 상태의 가짓수는
1m^3의 공간에서 10^10^70 정도의 가짓수가 존재한다고 하는데, 관측가능한 우주의 지름이 930억 광년이니, 우주의 부피는 93^25^3 m 정도밖에 안됨..

이렇듯 가짓수가 너무 많아서 깨져서 다시 맺는다고 정보가 유지될리가.. 큐빗을 구성한건 현실에서의 모든 간섭이 배제된 초공간 기술이라도 발명되지 않는한 힘들듯
그런 초공간을 찾는다 해도 거기서도 양자역학이 적용되는지가 문제겠지만

[프기니]

lattice 기반도 1초 밖에 안됩니다..

[月夜幻談×貪狼]

그건 처음 듣는 버전이지만

기본 오래버텨야 펨토초에서 나노초 단위에서 유지되는게 1초씩이나 유지가 되다니..
소음 발열 전자기장 진동 정도만 잘 배제하면 수십억배 정도 나아지나 보군요
그래봤자 1초지만

[프기니]

소음 발열 전자기장 진동 이런 게 아니라 물리적으로 접근하는 게 방법이 다릅니다. 양자 컴퓨터가 컴퓨터 분야인줄 오해하시는 분들이 많은데 물리학 중에서 광학 쪽이고, 큐빗에 관한 연구는 초전도체 기반, 라티스 기반, 트위저 기반, 아이온 트랩 등등 다양해서 자기 분야 아니면 잘 모르죠. 가령 트위저 기반(Magneto optical trap으로 콜드 아톰 앙상블을 포획한 다음 단일 원자를 레이저로 제어하여 큐빗의 entanglement를 제어하는 방법)은 카이스트고, 포항공대에서는 MOT로 양자 통신에 관한 연구를 수행하는데, 전송 빠르기와 얼마나 오랜 시간 동안 저장할 수 있느냐에 따른 상보성이 존재합니다.

[프기니]

양자컴퓨터 뿐만 아니라 양자 메모리, 양자 암호화, 양자 통신 등등 다양하고.. 언론에 언급되는 양자 컴퓨터는 일반인이 생각하는 그 컴퓨터와는 상당히 거리가 먼 학술적인 연구 단계입니다. 실질적인 양자 컴퓨터도 아니고요. 기사의 '루킨' 그룹은 전세계에서 가장 잘나가는 선두 그룹 중의 한 그룹이고.. 이외에 피터 졸러나 칼텍의 킴벨 그룹, 호주의 렘페 그룹 등이 이쪽에 유명합니다. 사실 기사는 기사일 뿐.. 너무 과장되거나 허황된 얘기가 많습니다. 당장 양자 컴퓨터가 사용화 될 것 처럼 떠벌리는 기사들이 많아서 말이죠..
실제로 만들어진다고 하더라도 다중 큐빗 제어는 상당히 어려운 기술이며, 암호화 통신이 주된 연구 이유이기 때문에 군사적인 목적으로 사용될 가능성이 큽니다.

[프기니]

'벨 부등식'의 g(2)라는 값이 2가 넘어가게 되면 비고전적인 현상의 범주로 넘어가기 때문에 양자 정보가 보존되어 전송되었다는 걸 판단하는 기준이 됩니다. (흔히 Alice가 Bob에게 보내는 양자 정보가 도청되지 않았는지 판단하는 기준. 도청되는 순간 파동함수가 코펜하겐 해석에 따라 붕괴되기 때문에 원래 파동함수와 달라지게 됩니다.) 포토닉스 기반이라면 (가령 Magneto optical trap에 의한 광학적 제어, optical table에서 주로 수행되는 실험들) 아톰 앙상블에서 이러한 범주에 속하는 포톤들을 초전도체 기반의 detector에서 single photon 단위로 받아들인 다음, 실제로 양자 정보가 전송된 값들만 선택하여 확률적으로 얻어냅니다. (여기서 초전도체는 앞서 언급했던 초전도체 기반 실험과 다른 것입니다. single photon detector는 구조상 detector 자체가 초전도체를 써야만 가능합니다)

마지막으로.. 소음, 발열.. 이런 게 아니고 life time이 길어 지면 저장하는 시간도 길어집니다. life time이란 간단하게 말씀드리면 excited state에서 ground state로 spontaneous emission하는 데 걸리는 평균적인 시간입니다. 그런데 양자역학적으로 아무렇게나 천이할 수는 없고 Selection rule이라는 것을 따르는데, 이 rule이 허용하는 범주 내에서 레이저와 반응을 잘 하는 1족 원소들 (주로 루비듐)을 사용하여 실험이 진행됩니다. 더 자세히 얘기하는 건 불가능하고.. 결론적으로 저장 효율, 저장 시간, 저장 속도 등등이 접근 방법에 따라 상보성이 존재합니다. 저장 시간이 길어 지면 저장 효율이 떨어진다던가.. 말은 쉽습니다만 이론적으로는 굉장히 복잡하고 실험적으로 구현하는 것도 쉽지 않습니다.

[프기니]

학계에서는 30년 이내에 물리학에서 컴퓨터 분야로 넘어갈 것으로 보고 있지만 확실하지는 않습니다. 이런 모든 과정(...)을 극복하여 실질적인 상용 양자 컴퓨터가 탄생하려면 아직도 머나 먼 얘기라고 보시면 됩니다. (물리학자 중에서 D-wave를 양자 컴퓨터로 보는 사람은 없습니다)

[月夜幻談×貪狼]

전 물리관점으로 미래기술 전망이나 천체물리 양자물리 관련 책으에서 나오는 내용으로 이해해서
양자컴퓨터에 대해 겉핥기 식으로 알고있었는데

그중 굼금했던것 몇개가 풀렸네요

결맺음이 유지도 그렇게 어렵고 생성도 그렇게 어려운데 주변의 모든 간섭을 통제하지 못해도 큐빗기술을 어떻게 다룰수 있는가
어떤 방식으로 만드는가 에 대해서 궁금했는데 적어도 형성 방식중 레이저로 하는 방식이 있다는걸 알게되는군요

그런데 소음 발열 이런 얘길 꺼낸건 완전히 같은 양자적 상태에 놓인 녀석들이 외부에서 우주선이나 가상입자가 진짜 입자로 변하는것 마저도 그것들을 결맺음을 풀리게 하는걸로 알고 저런것 이전에 소음이나 발열도 영향을 주는 방해 요인이라 적은것이지

위의 내용중 상보적 관계라며 저장시간이 길어지면 효율이 낮아지고.. 이것과는 조금 다른 얘기인것 같은데..
위의 것들은 간섭을 가능한 통제했을때도 존재하는 기술적인 문제고
소음이나 발열 우주선 같은 녀석들은 통제되야 시스템을 써먹던 말던 하는 방해요인이니

그리고 저도 양자컴퓨터가 컴퓨터와는 근본적으로부터 다르다고 보지만
여태 연구되는 양자컴퓨터들을 보면 기존 존폰노이만식 컴퓨팅 환경을 그대로 사용한다는둥
기존 컴퓨터를 에뮬레이트 할수 있다는둥 해서 컴퓨터로 보고있습니다.

물론 기술적으론 광학이지만요

마지막으로 양자컴퓨터가 학자들이 인공지능의 특이점처럼 2050년 쯔음이면 된다.. 라고 희망하는데 지금 상태를보면 가망이 없을것 같지만.. 그건 그,렇다쳐도 D-WAVE가 계속 양자컴퓨터니 뭐니 하면서 기사가 나오는데 찾아보니
진짜 양자컴퓨터라 부를수도 없는 물건이라는데 왜 엄밀히 양자컴퓨터라 볼수없는지 기술적으로 얼마나 차이나는지에 관해선 안나오더군요..
그리고 D WAVE가 무슨 4096큐빗시스템? 이래나 뭐래나 이러는데 혹시 이것에 대해 아시나요?
저것을 비트로 감안할수 있는것이면 5큐빗이건 몇큐빗이건 이미 단숨에 우주 전체의 정보량을 계산하고도 남을 계산속도인데
계산속도를 의미하는걸로 적어놓은것 같진 않고..

[프기니]

소음, 별열.. 이런 것은 물리 시스템을 우주선에 탑재할 때 고민하는 것이지 일반적으로 물리학을 논의할 때 언급되는 내용은 아닙니다. 물론 실험적으로 구현할 때 일부러 열을 올리거나 차단해야하는 경우는 있습니다. (가령 MOT 시스템을 제어할 때 안티 헬름홀츠
코일에 의한 발열 때문에 포획되는 아톰의 개수가 낮아지는 문제.) 하지만 본질적인 문제는 이런 것이 아니라.. 얽혀 있는 다중 큐빗을 얼마나 많이 생성할 수 있고 이를 얼마나 효율적으로 제어할 수 있으냐는 문제입니다. 이런 핵심 문제들에 소음, 발열.. 이라고 생각하시는 요소가 들어가는 것이 아니라 물리적인 해석이 들어갑니다. 생각하고 계시는 것은 마치.. 단순하게 실제 계에서는 발열, 소음 때문에 에너지가 무질서도한 방향으로 변화는 내용을 생각하시는 것 같은데, 그게 아니라는 뜻입니다.

D-Wave는 semiclassical의 범주에 속해있다고 보시면 됩니다. 여기를 참고하시는 게 좋겠네요.
http://www.ibs.re.kr/newsletter/2014/12/sub_01.html

그리고 이 내용도 참고하시는 게 좋을 것 같습니다.
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3568747&cid=58941&categoryId=58960

[프기니]

"여태 연구되는 양자컴퓨터들을 보면 기존 존폰노이만식 컴퓨팅 환경을 그대로 사용한다는둥 기존 컴퓨터를 에뮬레이트 할수 있다는둥 해서 컴퓨터로 보고있습니다." - 잘못 알고 계십니다. 컴퓨터나 양자컴퓨터나 근원이 물리학에서 출발했고, 완전히 다른 알고리즘입니다. 개량형.. 이런 것이 아니고요. 양자컴퓨터의 아이디어는 유명한 EPR 패러독스부터 시작합니다. 애초에 근원이 다르죠.

대부분 사람들이 물리학에 아무런 관심도 가지지 않고 살아가고는 있습니다만, 잘못된 지식보다 올바로 알고 싶으시다면 기사나 웹에서 몇 개 읽는 게 아니라 책으로 공부하셔야합니다.

[프기니]

보셔도 이해하기는 힘들지만, 기사 출처인 루킨 그룹의 아카이브 논문(논문 퍼블리쉬 전 웹에 올리는 논문) 주소입니다.
https://arxiv.org/pdf/1707.04344.pdf 생각하시는 것과 실제 물리학이 다르다는 걸 참고하시면 좋겠네요..