양자 하드웨어의 발전과 도전 과제
양자 하드웨어가 개념 증명을 넘어서는 단계에 접어들고 있지만, 엔지니어링 병목 현상으로 인해 실용적이고 대규모 시스템은 수십 년이 더 걸릴 것으로 보입니다. 여러 기관의 연구자들이 공동으로 분석한 바에 따르면, 양자 기술은 트랜지스터 초기 시대와 유사한 중대한 개발 단계에 진입했습니다.
“이 리뷰는 개념 증명 실험에서 컴퓨팅, 통신, 감지 및 시뮬레이션에 대한 잠재적 응용이 가능한 초기 단계 시스템으로의 진행 상황을 문서화했습니다.”
시카고 대학교, MIT, 스탠포드 대학교, 인스부르크 대학교, 델프트 공과대학교의 과학자들은 이 연구에서 초전도 큐비트, 포획 이온, 중성 원자, 스핀 결함, 반도체 양자 점, 광자 큐비트 등 여섯 가지 주요 양자 하드웨어 플랫폼을 평가했습니다. 복잡한 양자 화학 시뮬레이션과 같은 대규모 응용은 수백만 개의 물리적 큐비트와 현재 능력을 훨씬 초과하는 오류율을 요구한다고 과학자들은 분석에서 밝혔습니다.
주요 엔지니어링 도전 과제
주요 엔지니어링 도전 과제로는 재료 과학, 대량 생산 가능한 장치의 제작, 배선 및 신호 전달, 온도 관리, 자동화된 시스템 제어 등이 포함된다고 보고서는 전했습니다. 연구자들은 1960년대 초기 컴퓨팅에서 직면했던 ‘숫자의 폭정’ 문제와 유사성을 그리며, 조정된 엔지니어링 및 시스템 수준 설계 전략의 필요성을 강조했습니다.
기술 준비 수준은 플랫폼마다 다르며, 초전도 큐비트는 컴퓨팅에 가장 높은 준비 상태를 보이고, 중성 원자는 시뮬레이션에, 광자 큐비트는 네트워킹에, 스핀 결함은 감지에 가장 적합하다고 분석에서 밝혔습니다. 현재의 준비 수준은 완전히 성숙한 기술이 아닌 초기 시스템 수준의 시연을 나타낸다고 연구자들은 언급했습니다.
미래 전망
연구에 따르면, 진행 상황은 고전 전자공학의 역사적 궤적을 반영할 가능성이 높으며, 실용적이고 유틸리티 규모의 시스템이 가능해지기까지 수십 년의 점진적 혁신과 공유된 과학 지식이 필요할 것입니다.
