중국, 105큐비트 초전도 양자 컴퓨터 'Zuchongzhi 3.0' 개발 성공
중국 과학자들이 105큐비트 초전도 양자 컴퓨터 프로토타입 'Zuchongzhi 3.0'을 개발했다고 발표했다.
이번 성과는 양자 컴퓨팅 분야에서 중국의 기술력을 한층 입증하는 계기가 되었다. 획기적인 성능 향상Pan Jianwei, Zhu Xiaobo, Peng Chengzhi 등이 주도한 연구팀이 개발한 'Zuchongzhi 3.0'은 105개의 판독 가능한 큐비트와 182개의 커플러를 갖추고 있다.
이 시스템은 양자 랜덤 회로 샘플링 작업에서 세계 최고의 슈퍼컴퓨터보다 약 1조 배 빠른 연산 속도를 보여주었다고 연구팀은 밝혔다.이 양자 컴퓨터는 이전 버전인 'Zuchongzhi 2.1'(66큐비트)에 비해 주요 성능 지표가 크게 향상되었으며, 연구 결과는 Physical Review Letters 저널에 게재되었다.
양자 우위 경쟁양자 우위(quantum advantage) 또는 양자 우월성(quantum supremacy)이라 불리는 개념은 양자 컴퓨터가 특정 연산에서 최고 성능의 고전적 슈퍼컴퓨터보다 뛰어난 성능을 보이는 지점을 의미한다. 이는 양자 컴퓨팅의 실용화 가능성을 검증하는 중요한 이정표로 여겨진다.
현재 미국과 중국은 양자 컴퓨팅 연구에서 세계를 선도하고 있다. 미국의 구글은 2019년 '시카모어(Sycamore)' 양자 프로세서를 통해 양자 우위를 처음 달성했으며, 중국은 2020년 '쥬장(Jiuzhang)'과 2021년 'Zuchongzhi 2.1'을 통해 양자 우위를 입증했다.
향후 연구 방향연구팀은 양자 오류 정정, 양자 얽힘, 양자 시뮬레이션, 양자 화학 등 다양한 응용 분야를 탐구하고 있다. 특히 현재는 코드 거리 7인 표면 코드 오류 정정 연구를 진행 중이며, 향후 이를 9와 11로 확장할 계획이라고 밝혔다.
양자 컴퓨팅 개발은 크게 세 단계로 나뉜다. 첫 번째는 양자 우위 달성, 두 번째는 수백 개 큐비트를 활용한 실제 문제 해결, 세 번째는 오류 수정 기능을 갖춘 범용 양자 컴퓨터 개발이다. 'Zuchongzhi 3.0'의 성과는 두 번째 단계로 나아가는 중요한 발판이 될 것으로 평가된다.
전문가 평가논문 심사위원들은 이번 연구를 "최첨단 성능을 보여주는 새로운 초전도 양자 컴퓨터의 벤치마킹"이자 "이전 66큐비트 장치에서 상당한 업그레이드"라고 평가했다.양자 컴퓨팅은 미래 기술 경쟁의 핵심 분야로, 암호화, 신약 개발, 인공지능, 기후 모델링 등 다양한 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대된다.
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