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| 14 슈퍼컴퓨팅을 위한 병렬 회로 실행을 지원하는 모듈식 아키텍처를 구현합니다. 회로 편직과 같은 도구가 양자 계산의 범위를 향상시키고 다중 양자 회로를 위한 새로운 알고리즘이 등장함에 따라, IBM의 접근 방식은 양자 중심 슈퍼컴퓨팅을 실현하고 유틸리티 규모의 양자 애플리케이션을 위한 길을 닦는 데 필수적인 이기종 컴퓨팅 아키텍처를 지향합니다. 스핀파: 새로운 개척 분야 IBM과 같은 굴지의 기업이 주도하는 기술적 진보와 기업의 성과 속에서, 학계에서는 양자 기술의 능력 개발에 박차를 가하고 있습니다. 대학 및 연구 기관에서는 양자 컴퓨팅 분야에서 상당한 진전을 이루며 획기적인 실험과 발견으로 이 분야의 발전에 기여하고 있습니다. 그 일례로 델프트 공과대학교 (Delft University of Technology)가 선도하는 스핀파 연구를 들 수 있습니다. 이 대학에서 진행하는 획기적인 실험에서 양자 물리학자들은 초전도체를 사용하여 칩의 스핀파를 성공리에 제어하고 조작했습니다. 자성 물질에서 발견되는 정보 전달 파동인 스핀파는 오랫동안 양자 컴퓨팅을 포함한 에너지 효율적인 기술의 잠재적인 초석으로 여겨져 왔습니다. 이 새로운 발전으로 양자 컴퓨터의 구성 요소를 연결하거나 에너지 효율적인 정보 기술을 만드는 데 이러한 파동을 사용할 수 있는 새로운 가능성이 열립니다. 이 실험에는 스핀파가 자기장을 생성하여 초전도체가 초전류를 생성하도록 유도하는 새로운 접근 방식이 채택되었습니다. 초전류는 거울 역할을 하여 자기장을 스핀파로 다시 반사하고 파동의 움직임을 보다 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이 연구는 스핀파와 초전도체를 결합한 소자의 설계에 활로를 열어줍니다. 이러한 소자는 최소한의 열과 음파만 생성하므로 휴대전화 회로에 사용되는 주파수 필터나 공명기와 같은 구성 요소 개발로 이어질 수 있습니다. 더 중요한 점은, 이 기술 덕분에 양자 컴퓨터의 큐비트 간 연결이 쉬워질 수 있다는 사실입니다. 분자 구조 및 양자 시뮬레이션 학계가 주도하는 양자 컴퓨팅의 또 다른 흥미로운 발전은원자 수준에서 분자 구조를 시뮬레이션하는 데 이 기술을 적용하는 것입니다. 이러한 능력은 배터리, 의약품, 비료 개발 등 다양한 화학 기반 영역에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다. 양자 컴퓨터는 분자 간 상호 작용을 정확하게 시뮬레이션함으로써 보다 효율적이고 효과적인 제품을 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다. 보다 최근의 일로, 프린스턴 대학교의 물리학자로 구성된 팀이 개별 분자를 얽어 거리에 관계없이 분자가 상관 관계를 유지하는 양자 상태를 만드는 데 성공했습니다. 양자 얽힘(QE)은 입자가 서로 상당한 거리를 두고 분리되어 있더라도 각 입자의 양자 상태가 다른 입자의 상태와는 독립적으로 설명될 수 없는 방식으로 입자 쌍 또는 입자 그룹이 상호 작용하는 양자 물리학 현상입니다. QE는 양자 컴퓨팅의 발전에 있어 매우 중요하므로, 이러한 발견은 양자 컴퓨터의 실용적인 응용에 중요한 의미를 갖습니다. 분자의 복잡성으로 인해 분자로 제어 가능한 QE를 달성하는 것은 오랫동안 풀기 힘든 난제였습니다. 프린스턴 팀은 정교한 핀셋 배열 시스템을 사용하여 개별 분자를 얽힌 상태로 조작할 수 있었습니다. 이 방법을 통해 양자 과학을 위한 플랫폼으로서 분자의 생존 능력을 입증했으며, 특히 양자 정보 처리와 복잡한 재료의 시뮬레이션에서 강점을 보였습니다. 쇼어 알고리즘: 소인수 분해의 비약적 도약 물론, 양자 컴퓨팅 영역은 미시적인 수준을 훨씬 뛰어넘는 영역으로 확장됩니다. 자연의 기본 구성 요소를 시뮬레이션하는 수준에서 암호화 보안의 본질을 재정의하는 수준으로의 도약은 양자 기술의 다재다능한 힘을 잘 보여주고 쇼어(Shor) 알고리즘의 발전으로 이어집니다. 1994년, MIT 수학자 피터 쇼어(Peter Shor)는 인터넷 통신에 사용되는 데이터 암호화 방법의 핵심 구성 요소인 소수 인자를 찾는 과정을 대폭 촉진할 수 있는 양자 알고리즘을 도입했습니다. 고전적인 알고리즘보다 기하급수적으로 빠르게 큰 수를 소인수 분해할 수 있는 양자 알고리즘인 쇼어의 알고리즘은 계속해서 주목받아 왔으며, 수십 년간 양자 컴퓨터의 잠재력을 입증하는 증거로 간주되었습니다. 이 알고리즘에서는 특정 암호화 체계의 해독과 같이 고전적인 컴퓨터로는 현재 풀 수 없는 문제의 해결에 대한 양자 컴퓨팅의 잠재력을 강조합니다. 그러나 최근의 개발 작업에서 뉴욕대학교의 오데드 레게브 (Oded Regev)가 새로운 양자 알고리즘을 도입하여 쇼어의 방식에서 달성한 효율성을 능가할 가능성을 보여주었습니다. arXiv 서버의 출시 예고 안내서에 자세히 설명되어 있는 레게브 알고리즘은 더 적은 수의 양자 게이트가 필요한 대규모 인수분해를 위한 보다 효율적인 접근 방식을 제안합니다. 이러한 발전을 통해 더 작은 양자 컴퓨터로 암호화 키를 해독하거나 더 큰 컴퓨터로 암호화 키를 더 빠르게 해독할 수 있습니다. 이 알고리즘은 30년 만에 처음으로 쇼어 알고리즘을 실질적으로 개선한 것으로, n비트 정수에 필요한 게이트 수를 n2개에서 n1.5개로 줄여줍니다.

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