양자컴퓨터 외부 교란 영향 규명
- 양자컴퓨터의 큐비트(qubit) 수가 증가할수록 미세하지만 반복적인 외부 교란이 계산을 거의 멈추게 할 수 있다는 연구 결과가 발표됨
- 독일 헬름홀츠 드레스덴-로센도르프 연구센터(HZDR)는 양자 제논 효과가 차세대 양자컴퓨터 성능을 제한하는 새로운 요인이 될 수 있다고 밝힘
큐비트가 많아질수록 외부 교란에 더 취약
- 연구 대상은 단열 양자컴퓨터로, 이 방식은 큐비트가 항상 가장 낮은 에너지 상태(바닥상태)를 유지하도록 하면서 에너지 환경을 천천히 변화시켜 계산을 수행함
- 하지만 양자컴퓨터는 외부 환경에 매우 민감하며, 전자기파를 차단하고 절대영도(-273.15℃)에 가까운 초저온 환경을 유지해야 큐비트의 중첩과 얽힘 상태를 안정적으로 유지할 수 있음
- 연구진은 제거할 수 없는 외부 교란 환경에서 큐비트 수가 증가할수록 에너지 상태 변화 폭이 감소해 외부 교란에 더욱 민감해진다는 사실을 확인함
양자 제논 효과 완화 방안 제시
- 양자 제논 효과는 외부 교란이 반복될수록 양자상태의 자연스러운 변화를 방해해 목표한 계산 결과에 도달하지 못하게 하며, 극단적인 경우 계산이 거의 정지할 수 있음
- 연구진은 전자기파 차단과 극저온 유지 등 환경 제어를 강화하면 양자 제논 효과를 완화할 수 있다고 설명함
- 또한, 스핀 에코 기법을 이용해 큐비트에 정밀한 펄스를 가하면 외부 환경과의 상호작용을 줄일 수 있다고 제안함
