인텔, 양자시스템 구현 위한 ‘핫 큐비트(Hot Qubit)’ 제어기술 논문 발표

최태우 기자 / 기사승인 : 2020-04-17 13:40:05
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▲ TU델프트(TU Delft) 공과대학의 양자컴퓨팅 랩의 큐텍(QuTech)사의 양자컴퓨터. 큐텍은 인텔의 양자컴퓨팅 연구 파트너사다. [source=intel]

[IT비즈뉴스 최태우 기자] 인텔이 15일(미국시간) 큐텍(QuTech)과 협력해 양자컴퓨팅(Quantum Computing)의 기본 단위인 ‘핫 큐비트(Hot Qubit)’를 1켈빈(K) 이상의 온도에서 성공적으로 제어하는 데 성공했다는 연구 논문을 네이처(Nature)지에 발표했다.

해당 논문은 각각의 일관성 있는 제어를 통해 2개의 큐비트가 단일 큐비트 당 최대 99.3%의 정확도를 달성했다는 내용을 담고 있다. 인텔은 해당 연구가 미래 양자시스템의 극저온 제어와 단일 전자 트랜지스터와 유사한 실리콘 스핀 큐비트의 잠재력을 증명한 것이라고 설명했다.

양자컴퓨팅을 실제 환경에서 사용하기 위해서는 높은 수준의 정확도를 가진 수천개의 큐비트를 동시에 확장하고 제어하는 기술이 필요하다. 하지만 현재의 양자시스템 설계는 전체적인 시스템 크기, 큐비트의 정확도, 대규모로 양자를 관리하는데 필요한 전자 제어장치의 복잡성을 해결하는 데 한계가 존재한다.

전자제어 장치와 스핀 큐비트를 동일한 칩에 통합하면 둘 사이의 상호 연결이 크게 간소화된다. 큐비트가 작동할 수 있는 온도를 높이는 것이 중요하다. 그간 양자컴퓨터는 밀리켈빈(millikelvin) 범위에서만 작동할 수 있다는 게 정설이다. 이는 절대영도(-273도)보다 조금 높은 온도다.

인텔은 양자 실용성을 향한 확장 가능한 경로를 확보하는데 있어 최신 패키징 및 상호 연결 기술에 대한 전문성을 활용할 수 있게 됐다고 설명했다. 이번 연구는 지난해 말 공개한 극저온 양자제어 칩 ‘호스 리지(Horse Ridge)’가 활용됐다.

인텔과 큐텍은 이번 연구를 통해 최대 99.3%의 단일 큐비트 정확도를 달성한 2개의 큐비트 시스템의 전자 스핀 제어 능력과 시스템의 정확한 튜닝성을 입증한 것이라고 설명했다.

짐 클라크 인텔랩 양자 하드웨어 디렉터는 “이번 발표는 실리콘 스핀 큐비트 연구에 있어서 의미 있는 도약이다. 실리콘 스핀 큐비트는 인텔이 지난 50년간 제조해 온 트랜지스터와 유사하기에 이를 기반으로 상업 수준의 양자 시스템을 개발하는 데 도움이 될 것이라고 생각한다”며 “높은 정확도를 유지하면서 높은 온도에서 작동할 수 있는 핫 큐비트의 발견으로 큐비트 성능에 영향을 주지 않는 선에서 로컬 큐비트 컨트롤의 선택폭을 확대할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

 

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