중국 양자컴 성큼, 초전도체 칩으로 세계최초 '고차 비평형 위상' 구현

[베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국의 연구진이 자체 초전도체 양자 칩을 이용해 세계 최초로 '고차 비평형 위상 상태'를 구현해 냈다. 이로써 향후 양자 우위 실현에 한 발 더 나아갔다는 평가를 받고 있다.

중국 과학기술대학 연구진은 중국의 양자 칩인 쭈충즈(祖冲之) 2를 이용해 양자 시스템에서 고차 비평형 위상 상태를 세계 최초로 구현해 내는 데 성공했다고 중국 과기일보가 1일 전했다. 해당 연구 성과는 국제 학술지인 사이언스에 게재됐다.

고차 비평형 위상 상태는 양자 컴퓨터를 구성하는 큐비트가 1차원 선이 아닌 2차원 면으로 배열되어 연산력이 크게 높아진 상황에서, 시간에 따라 변화하는 '비평형' 상태에도 쉽게 깨지지 않는 '위상 상태'를 유지했음을 의미한다.

이는 안정적이면서 쉽게 깨지지 않는 특수한 양자 상태를 구현해 낸 것이며, 이로써 양자 컴퓨터의 단점으로 지적되어 왔던 오류를 대폭 줄일 수 있게 된다.

연구진은 쭈충즈 2 양자 칩의 성능을 높이기 위해 체계적인 최적화 절차를 만들고, 정밀한 보정을 통해 큐비트의 주파수와 상호 작용을 조절하는 데 성공했다. 이 결과 6x6의 큐비트 배열에서 최고 난이도 연산을 성공적으로 수행했다. 또한 4가지 유형의 비평형 위상 상태를 세계 최초로 구현해 냈다.

연구진은 이로써 시뮬레이션 분야에서 양자 컴퓨터가 슈퍼컴퓨터를 능가하는 '양자 우위'에 가까워졌다고 설명했다. 양자 시뮬레이션이 구현되면 신소재 개발, 초전도체, 화학 반응 등의 시뮬레이션이 가능해진다. 이들은 슈퍼컴퓨터가 해결하기 어려운 분야다.

연구 성과는 또한 큐비트 컨트롤이 가능해지면서 양자 컴퓨터의 하드웨어 성능 개선에도 상당한 기여를 할 것으로 예상되고 있다.

매체는 이번 연구 성과로 인해 양자 컴퓨터는 연구실 수준에서 벗어나 실제 산업 문제를 풀 수 있는 응용 단계에 한 걸음 더 가까이 갔다고 평가했다.

한편 쭈충즈(祖冲之) 2는 중국이 개발한 초전도체 양자 프로세서다. 쭈충즈(조충지)는 남북조 시대의 유명한 중국의 수학자다. 현재 쭈충즈 3호 양자 칩이 개발된 상태다.