——–과학자들은 양자 컴퓨터가 틀렸는지 알 수 있는 방법을 찾았습니다.

최초의 신뢰할 수 있는 대규모 상업용 양자 컴퓨터를 만들기 위한 경쟁이 심화됨에 따라 무시하기 어려운 중요한 문제가 생겼습니다. 이러한 장치가 기존 기계에서는 불가능하다고 생각되는 문제에 대한 답을 제공한다면 그 결과가 올바른지 누가 어떻게 확인할 수 있습니까?

Swinburne University의 최근 연구는 이러한 딜레마를 해결하기 위해 시작되었습니다.

양자 답변을 확인하기 어려운 이유

Swinburne 양자 과학 및 기술 이론 센터의 수석 저자이자 박사후 연구원인 Alexander Dellios는 “답을 얻기 위해 수백만 년, 심지어 수십억 년을 기꺼이 기다리지 않는 한 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터라도 해결할 수 없는 다양한 문제가 존재합니다.”라고 말합니다.

따라서 양자컴퓨터를 검증하기 위해서는 슈퍼컴퓨터가 동일한 작업을 수행할 때까지 수년을 기다리지 않고 이론과 결과를 비교할 수 있는 방법이 필요하다”고 말했다.

연구팀은 GBS(Gaussian Boson Sampler)로 알려진 특정 유형의 양자 장치가 정확한 결과를 생성하는지 확인하기 위한 새로운 기술을 개발했습니다. GBS 기계는 빛의 기본 입자인 광자에 의존하여 가장 빠른 클래식 슈퍼컴퓨터라도 완료하는 데 수천 년이 걸리는 확률 계산을 생성합니다.

새로운 도구로 고급 양자 실험에서 숨겨진 오류 발견

“개발된 방법을 사용하면 노트북에서 단 몇 분만에 GBS 실험이 정답을 출력하는지 여부와 오류가 있는 경우 어떤 오류가 있는지 확인할 수 있습니다.”

그들의 접근 방식을 입증하기 위해 연구자들은 현재 슈퍼컴퓨터를 사용하여 재현하는 데 최소 9,000년이 걸리는 최근 발표된 GBS 실험에 이를 적용했습니다. 그들의 분석에 따르면 결과적인 확률 분포는 의도한 목표와 일치하지 않으며 실험에서 이전에 평가되지 않은 추가 노이즈가 드러났습니다.

다음 단계는 예상치 못한 분포를 재현하는 것 자체가 계산적으로 어려운지 또는 관찰된 오류로 인해 장치의 ‘정확성’이 상실되었는지 여부를 결정하는 것입니다.

신뢰할 수 있는 상업용 양자 기계를 향한 진전

이 조사의 결과는 상업적 용도에 적합한 대규모의 오류 없는 양자 컴퓨터의 개발을 구체화할 수 있으며 Dellios가 이를 주도하는 데 도움이 되기를 희망합니다.

“대규모의 오류 없는 양자 컴퓨터를 개발하는 것은 달성된다면 약물 개발, AI, 사이버 보안과 같은 분야에 혁명을 일으키고 물리적 우주에 대한 이해를 심화시킬 수 있는 엄청난 작업입니다.

“이 작업의 핵심 구성 요소는 양자 컴퓨터를 검증하는 확장 가능한 방법으로, 이러한 시스템에 영향을 미치는 오류와 이를 수정하는 방법에 대한 이해를 높여 ‘양자성’을 유지하도록 보장합니다.”