By 케나 휴즈-캐슬베리 12년 2024월 XNUMX일 게시됨
IQT의 '저널클럽'은 최근 양자 기술 연구 논문을 분석하고 그것이 양자 생태계에 미치는 영향을 논의하는 주간 기사 시리즈입니다. 이 기사는 최근에 발표된 논문에 대해 설명합니다. 물리학 결과 2큐비트 얽힘 게이트가 있는 초전도 양자 컴퓨터를 연구하는 다양한 중동 연구소의 연구원들.
다양한 유형의 양자 컴퓨터가 개발되고 있는 동안 초전도 양자 컴퓨터는 확장성, 높은 충실도 및 긴 일관성 시간이라는 예상되는 이점으로 인해 많은 기업에서 특히 관심을 끌고 있습니다. 초전도 양자 컴퓨터는 초전도 물질로 만든 회로를 사용하여 큐비트를 생성합니다. 이러한 큐비트는 0, 1 상태 또는 이러한 상태의 양자 중첩 상태로 존재할 수 있으므로 특정 시나리오에서 기존 컴퓨터보다 훨씬 더 효율적으로 복잡한 계산을 수행할 수 있습니다.
초전도 양자 컴퓨터 구축의 메커니즘을 더 잘 이해하기 위해 다양한 중동 연구소와 협력하고 있는 연구원 Muhammad AbuGhanem과 Hichem Eleuch는 Dagwood Bumstead(DB) 게이트라고 불리는 2큐비트 얽힘 게이트에 대한 포괄적인 분석을 발표했습니다. 시끄러운 중간 규모 양자의 맥락(니스큐) 컴퓨터. "Dagwood Bumstead"는 미국 만화 캐릭터를 의미합니다. 연구진은 자신들의 연구 결과를 다음과 같이 발표했습니다. 물리학 결과.
2큐비트 얽힘 게이트에 대한 다이빙
이러한 컴퓨터, 특히 초전도 큐비트를 기반으로 하는 컴퓨터는 기존 컴퓨팅 방식에 비해 뛰어난 성능을 보여주었습니다. 그러나 양자 계산에 필요한 얽힌 상태를 생성하는 데 중요한 2큐비트 얽힘 게이트의 오류로 인해 심각한 문제에 직면해 있습니다.
본 연구에서는 DB 게이트가 양자 컴퓨터, 특히 초전도 큐비트를 활용하는 복잡한 알고리즘을 실행할 수 있는 잠재력을 조사했습니다. 게이트는 이전 연구의 실험 설정을 기반으로 용량 결합된 두 개의 Josephson 초전도 큐비트를 사용하여 구현되었습니다. 연구진은 양자공정단층촬영(QPT)과 양자상태단층촬영(QST)을 이용해 무소음, 잡음, 실제 환경 등 다양한 환경에서 DB 게이트의 상세한 특성화를 수행했다. IBM 양자 컴퓨터.
이러한 단층촬영 실험을 통해 DB 게이트의 성능을 평가한 결과 평균 게이트 충실도는 0.85450, 프로세스 충실도는 0.8069705, 상태 충실도는 0.8858750으로 측정되었습니다. 이러한 결과는 다양한 양자 환경에서 게이트 기능에 대한 통찰력을 제공하고 NISQ 장치에서 DB 게이트의 과제와 잠재력을 강조한다는 점에서 중요합니다.
초전도 큐비트에 미치는 영향
이 연구는 특히 초전도 큐비트 영역에서 NISQ 장치의 한계와 기능을 이해하는 데 중요합니다. 이번 연구 결과는 양자 컴퓨터의 계산 능력을 완전히 활용하기 위해 2큐비트 얽힘 게이트의 오류를 해결하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다. DB 게이트의 성공적인 구현 및 분석은 확장 가능한 양자 컴퓨팅 아키텍처 개발의 한 단계 발전을 나타내며 잠재적으로 복잡한 문제를 해결하는 데 있어 고전적인 방법을 능가하는 보다 효율적인 양자 컴퓨팅으로 이어질 수 있습니다.
2큐비트 얽힘 게이트에 대한 이해와 성능을 향상함으로써 이 작업은 신뢰할 수 있는 양자 컴퓨터 개발의 주요 장애물 중 하나를 해결하는 데 기여합니다. 개선된 2큐비트 게이트는 양자 컴퓨팅 시스템의 충실도와 확장성을 직접적으로 향상시키며, 이는 현재 NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum) 장치에서 보다 진보된 오류 방지 양자 컴퓨터로 전환하는 데 중요합니다. 이러한 발전은 신약 발견을 위한 의약품, 복잡한 최적화를 위한 금융, 고급 암호화 방법을 위한 사이버 보안 등 다양한 산업에서 양자 컴퓨팅의 실제 적용을 가속화할 수 있습니다. 또한, 이러한 연구를 통해 양자 계산의 신뢰성이 향상되면 양자 산업에 대한 투자와 협력이 증가하여 양자 기술 개발이 더욱 촉진될 수 있습니다. 본질적으로, 이 논문의 발견은 양자 컴퓨팅 분야에서 상당한 성장과 혁신을 촉진할 수 있는 기술 발전이자 중추적인 단계입니다.
Kenna Hughes-Castleberry는 Inside Quantum Technology의 편집장이자 JILA(콜로라도 대학 볼더 대학과 NIST 간의 파트너십)의 과학 커뮤니케이터입니다. 그녀의 글쓰기 분야에는 딥 테크, 양자 컴퓨팅 및 AI가 포함됩니다. 그녀의 작품은 Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica 등에 소개되었습니다.
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- 출처: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-look-at-two-qubit-entangling-gates-for-superconducting-quantum-computers/
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