2001/01/07
정보출처 : http://www.sciencedaily.com/releases/2001/01/010105075630.htm
로스알라모스 국립 연구소와 호주 퀸랜드 대학교의 양자컴퓨터 연구센터의 과학자들은 현재 존재하는 기술을 새롭게 응용하여 양자컴퓨팅의 가능성을 한층 진전시켰다.
양자컴퓨터는 현재의 가장 빠른 수퍼컴퓨터보다 더 빠른 속도로 복잡한 수학 문제나 암호코드를 풀어낼 수 있다. 양자컴퓨터가 만들 수 있다면 우리는 매우 큰 수에 대한 인수분해를 할 수 있으며 이것은 현재의 표준적인 방법에 의해 암호화된 정보를 해독하는데 매우 유용하게 사용될 수 있다.
로스알라모스 연구자들은 전자기 에너지의 가장 작은 단위이며 빛의 양자인 광자를 양자 정보처리의 기본 단위로 사용하는 방법을 제시한다. 광자에 기반을 둔 과거의 제안들에서는 광자 서로간에 상호작용을 가능하게 해주는 비선형 광학 소자라는 중요한 요소가 필요했었다. 그러한 요소들은 이론적 검증을 위해 사용되어 왔지만 양자 계산을 위해 결합되기에는 너무 약하다는 치명적인 결함을 가지고 있었다.
지금까지 연구자들은 광자 기반의 양자 컴퓨터에 대한 가능성 있는 유일한 선택은 비선형 요소를 수 천 또는 수 만 배 강하게 만드는 것이었다. 하지만 이것은 매우 어렵다고 생각되는 일이었다. 이제 로스알라모스의 Emanuel Knill과 Raymond, 퀸랜드 대학교의 Gerarrd Milburn은 새로운 접근방법을 제안한다.
1월 4일자 Nature지에 실린 기사에서 그들은 고감도 단일 광자 검출장치를 사용하고 비선형 요소의 효과를 시뮬레이트하기 위해 이 검출 결과를 이용하는 방법을 제시했다. 이 과정은 시스템의 비가역적으로 "양자적 특성"을 잃게 하지만 연구자들은 양자 오차 보정을 이용해 이러한 손실을 막을 수 있다는 것을 보여주었다.
새롭게 제시된 장치는 기존의 장치에 비해 몇 가지 장점을 가지고 있다. 첫 번째 이 장치는 실온에서 작동한다. 이것은 개인용 컴퓨터에서도 이 장치를 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 또한 이 장치는 현존하는 기술로 제작이 가능하다. 단일 광자원과 검출기, 위상 이동장치, 빔 분리기 등은 모두 현재의 기술로 가능한 것들이다. 하지만 이것들은 현재 이용 가능한 것보다 좀더 정밀하게 작동되어야만 한다.
Knill은 "사람들 사이에는 비선형 소자가 없는 컴퓨터는 현재의 컴퓨터보다 뛰어난 성능을 갖지 못할 것이라는 믿음이 널리 퍼져있습니다. 비록 우리가 구상한 실험에서 측정이라는 행위가 시스템을 비가역적으로 변화시키지만 여전히 양자 계산을 수행할 수 있습니다. 측정으로 인해 발생하는 원치 않는 효과는 시스템에서의 오차로 생각될 수 있으며 오차가 발생한 위치와 오차의 형태를 알고있는 한 시스템은 쉽게 원상으로 돌아갈 수 있습니다. 이 발견은 예기치 못했던 것이며 매우 놀라운 것입니다. 우리는 이것을 이용해 양자 컴퓨터의 청사진을 제시할 것입니다. 이제 남은 일은 이러한 생각을 실제로 구현하는 것입니다."라고 말했다.
로스알라모스 국립 연구소는 큰 수에 대한 인수분해 방법으로 양자컴퓨터가 제시된 1990년대 이래 양자계산에 대한 이론적 실험적 연구에서 주도적 역할을 담당해왔다. Knill과 Laflamme, 그리고 그들의 공동 연구자들은 1998년에 트리클로로에틸렌 분자의 핵자기 공명을 이용하여 세 개의 퀴비트를 갖는 양자 컴퓨터를 시연하였다. 그들은 2000년에 최초로 7개의 퀴비트 장치를 제작하였다.
로스알라모스 국립연구소는 미국 에너지부를 대신해 캘리포니아 대학교가 운영하고 있다. 기사의 원본은
로스알라모스 국립연구소가 배포한 것이다. 기사를 인용할 때는 원본의 출처를 밝히기 바란다.