연구원들은 양자 컴퓨터의 저온 처리 설비를 점검하고 있다. 사람들의 시야

전복성 기술에 대해 말하자면 양자 컴퓨터는 모두 현재 과학기술계의 빛나는 스타이다.

"양자 컴퓨터 앞에서, 전통적인 컴퓨터는' 주판' 과 같다."

최근 양자 컴퓨터 분야에서는 중요한 진전이 빈번하다. 호니웰은 64 양자의 양자 컴퓨터가 개발되어 이전 세대보다 두 배의 성능을 발휘했다고 말했다. 우리나라의 기존 양자계산회사는 중과원 양자정보중점 연구실 등 연구팀과 협력하여, 세계에서 처음으로 양자비트를 제어하고 읽는 새로운 아이디어를 발견해 양자비트를 확대할 수 있는 가능성을 제공했다. ...

양자 컴퓨터란 무엇입니까? 간단히 말해서, 한 대의 장치가 양자 정보 계산을 처리하고 양자 알고리즘을 실행하는 것은 양자 컴퓨터에 속한다.

사람들은 양자 컴퓨터에 대한 기대로 가득 차 있는데, 이는 기존 컴퓨터가 직면한 병목 현상과는 무관하지 않다. 최근 몇 년 동안, 전통적인 컴퓨터의 성능 성장은 점점 더 어려워지고 있으며, 새로운 물리적 원리를 탐구하는 고성능 컴퓨팅 기술이 등장했습니다.

"양자 컴퓨터는 칩 크기가 고전적인 물리적 한계를 돌파하는 필연적인 산물이며, 포스트 무어 시대의 상징적인 기술이다." 중과원 원사, 중과원 양자정보중점 연구실장 곽광찬은 미시 상태에서 양자는 불가분의 기본 단위라고 말했다. 잘 알려진 전자 광자 등 미시입자는 모두 양자의 표현이다.

기존 컴퓨터는 0 과 1 을 사용하여 데이터를 저장하고 처리합니다. 일반적으로 클래식 비트라고 합니다. 양자 컴퓨터의 마법은 기본 컴퓨팅 장치인 양자 비트가 모두 0 과 1 이 될 수 있다는 것입니다. 즉, "오버레이 상태" 를 저장하여 병렬 능력을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 800 만 권의 책에서 단어를 찾을 수 있습니다. 고전적인 컴퓨터 방법은 부분 검색이며, 속도를 높이기 위해 여러 프로세서가 함께 해결되어야 합니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 양자의 중첩 성질은 이진 알고리즘의 논리와는 달리 양자 컴퓨터가 동시에 800 만 대의 컴퓨터에 의해 검색될 수 있게 한다. "양자 컴퓨터 앞에서 전통적인 컴퓨터는' 주판' 과 같다." 곽광찬이 말했다.

장휘 원원 양자계산회사 부사장에 따르면 양자컴퓨터는 고급 재료 제조와 새로운 에너지 개발 지원과 같은 대규모 컴퓨팅이 필요한 분야에서 중요한 역할을 할 수 있다. 약물 개발에서 양자 컴퓨터는 다양한 분자와 원자의 자연 진화를 정확하게 시뮬레이션하여 연구원들이 바이러스에 대항하는 약물을 신속하게 찾을 수 있도록 도와준다. 대중교통 분야에서는 양자 계산이 복잡한 교통 상황을 신속하게 분석하고 예측하여 종합 교통 시스템을 배정하고 도로 혼잡을 최소화할 수 있다.

양자 컴퓨팅의 응용이 실험실에서 나온 것은 그 공학화의 진보 덕분이다. 현재, 많은 나라들은 양자 계산을 미래 기술의 제고점으로 여긴다. 국내외 유명 기업들이 잇달아 양자컴퓨팅에 발을 들여놓았고, 글로벌 양자계산창업회사는 100 개를 넘어섰다. 곽광찬은 양자 컴퓨팅의 발전이 예상보다 빠르며 종이 위에 머물러 있다는 생각이 점점 현실화되고 있다고 말했다.

"고전 컴퓨터의 발전 과정으로 측정하면 양자 컴퓨터는 이미 초기' 전자관 시대' 에 처해 있다."

양자 컴퓨터는 전망이 넓지만 지상에서의 응용은 아직 갈 길이 멀다. 곽광찬은 양자컴퓨터를 만드는 데는 양자칩, 양자코딩, 양자알고리즘의 세 가지 기본 조건이 필요하다고 지적했다. 양자계산을 실현하는 물리적 시스템이며, 계산의 신뢰성을 보장하는 처리 시스템이며, 연산 속도를 높이는 열쇠입니다.

"양자 컴퓨터를 만들려면 먼저 충분한 양자 비트가 있어야 한다." 텐센트 양자연구소 선임 연구원 정씨는 설명했다. 양자 비트란 무엇입니까? 이론적으로 자연계에서 양자 효과를 가진 모든 전달체는 양자 비트로 사용될 수 있다. 오랜 탐사 끝에 과학자들은 초전도, 이온 우물, 광자, 초냉원자, 반도체 퀀텀닷 등이 모두 양자 효과를 가지고 있다는 것을 발견했다. 이는 양자 컴퓨터를 개발하는 데 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 서로 다른 시스템은 양자 컴퓨터의 서로 다른 기술 실현 노선을 만들었다.

양자 컴퓨터 실용화는 얼마나 많은 양자 비트를 제어해야 합니까? 정설은 일반적으로 654 억 38+0 억 개의 양자비트를 통제해야 한다고 생각한다. 그러나 현재 공업이 통제할 수 있는 양자 비트수는 100 을 초과하지 않는다.

거시적 환경에서 미시적 환경에서 양자 특성을 유지하는 방법은 양자 컴퓨터 응용의 또 다른 중요한 장애물이다. 이를 위해서는 오랜 시간 (양자 시스템 쇠퇴의 시간 상수) 과 매우 높은 충실도가 필요합니다. 충실도를 낮추지 않고 비트 수를 늘리는 것은 학계의 관심사 중 하나다. "라고 정쌍은 말했다.

현재 대부분의 R&D 직원들이 초전도와 반도체 노선을 선택하고 있으며, 공사와 기술도 비약적으로 발전하고 있다. 개발자는 첨단 반도체 및 집적 회로 기술을 사용하여 양자 컴퓨터의 발전을 촉진하고 미래의 양자 컴퓨터와 클래식 컴퓨터의 잠재적 통합을 준비하고자 합니다.

전자관에서 트랜지스터, 집적 회로에 이르기까지 재료와 공정이 반복됨에 따라 클래식 컴퓨터의 성능이 지속적으로 향상되었습니다. "고전 컴퓨터의 발전 과정으로 측정하면 양자 컴퓨터는 이미 초기' 전자관 시대' 에 처해 있다." 장휘는 양자컴퓨터는 여전히' 바보' 로 스마트폰이나 노트북보다 훨씬 느리다고 말했다. 양자 컴퓨터도 발전 과정을 거쳐야 한다.

"양자 컴퓨팅 기술은 미래 발전의 기초 컴퓨팅 능력과 관련된 전복적인 기술이다."

장휘는 양자 컴퓨팅 능력의 진정한 척도가 문제 해결에 사용될 때 누가 클래식 계산보다 적은 자원을 소비한다고 생각한다.

"현재 양자 컴퓨터는 아직 더 적합한 응용 시나리오를 찾지 못했다." 김은 진정한 양자 컴퓨터가 고전 컴퓨터보다 더 잘할 수 있을 뿐만 아니라 더 가치 있는 일을 할 수 있다는 것을 증명할 수 있다고 생각한다. 만약 하나의 구체적인 문제만 처리할 수 있다면, 양자 컴퓨터는 단지 효율적인 벌목꾼일 뿐, 나무로 가구를 만드는 방법을 아는 것은 정말 유용하다.

과학자들은 앞으로 10 부터 15 년까지 과학계가 100 개의 양자 비트를 조작하여' 양자 이점' 을 실현할 수 있을 것이라고 예측했다. 곽광찬은 고전 정보기술 시대에 중국은 추종자이자 모방자이며 양자계산은 중국이 앞으로 정보기술 지도자가 될 수 있는 기회라고 밝혔다. "양자 컴퓨팅 기술은 미래 발전의 기초 컴퓨팅 능력과 관련된 전복적인 기술이다. 양자 컴퓨터를 먼저 꺼내는 사람은 양자 정보시대의 제고지를 점령한다. "

양자 컴퓨터 개발의 문턱이 높다. 원래 양자 컴퓨팅 회사가 설립된 지 2 년 만에 하드웨어 투자만 수억 위안이었다. 그러나 연구자들은 양자 계산이 동굴과 같다고 말한다. 안에' 보물' 이 있는지 모르겠지만, 나는 반드시 용기가 있어야 한다.

5 년 전 중국과학원과 알리바바바그룹이 공동실험실을 설립해 양자정보과학 분야에서 전향 연구를 벌인 것은 우리나라 양자컴퓨팅의 초기 배치다. 최근 몇 년 동안, 양자 컴퓨팅 분야에서 중국 연구원들은 많은 영향력 있는 연구 성과를 발표했다. 장휘의 관점에서 볼 때, 중국과 국제' 선두 주자' 의 격차는 주로 과학 연구가 아니라 엔지니어링 기술에 있다. 양자 컴퓨터는 칩, 측정 및 제어, 소프트웨어 및 알고리즘뿐만 아니라 전체입니다. "몇 개의 와이어 사이의 약한 간섭조차도 전체 컴퓨팅 성능에 영향을 줄 수 있습니다."

양자 컴퓨터와 고전 컴퓨터는 대립하지 않고 고전 컴퓨터를 완전히 대체하지는 않는다. "우리는 컴퓨터 게임을 하기 위해 양자 컴퓨터가 필요하지 않습니다." 장휘는 고전 컴퓨터가 지금까지 발전해 온 만큼 일상생활의 대부분의 임무를 처리할 수 있게 됐으며, 미래에는 이 두 가지를 융합할 것이라고 밝혔다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 컴퓨터명언) (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 컴퓨터명언)

곽광찬은 양자컴퓨터를 장악하는 핵심 핵심 기술이 시급하고 실질적인 노력이 필요하다고 생각한다. 깊고 세밀한 연구와 기술 침전을 거쳐야 돌파할 수 있다. 특히 공사 문제 해결에 주의해야 양자 컴퓨터의 발전 기회를 잡을 수 있다.

인민일보 (2020 년 7 월 20 일 19 판)