세계 최초의 양자 컴퓨터는 이전 세계 기록 보유자인 IBM의 오스프리 컴퓨터(433큐비트)보다 두 배 이상 많은 양자 비트(큐비트)를 탑재했습니다. 큐비트가 많다고 해서 반드시 성능이 더 좋은 것은 아니지만, 오늘날의 잡음이 많은 연구용 기계와 달리 앞으로 오류 없는 양자 컴퓨터에는 많은 수의 큐비트가 필수적입니다. IBM과 Google 등에서 출시한 대형 양자 컴퓨터는 매우 낮은 온도로 냉각된 초전도 회로를 사용합니다. 하지만 New Scientist가 10월 24일에 보도한 바에 따르면, 캘리포니아 신생기업 Atom Computing이 개발한 기록적인 기계는 2차원 격자에 레이저로 고정된 중성 원자를 사용하여 1,180개의 큐비트를 가지고 있습니다.

Atom Computing의 CEO인 롭 헤이스에 따르면, 이 설계의 장점 중 하나는 시스템을 확장하고 네트워크에 더 많은 큐비트를 추가하는 것이 쉽다는 것입니다. 오류가 없는(내결함성이라는 속성) 유용한 미래의 양자 컴퓨터는 프로그래밍 큐비트와 병렬로 작동하는 최소 수만 개의 오류 정정 큐비트가 필요합니다.

"현재 대부분의 초전도 및 이온 트랩 시스템처럼 수십 큐비트까지 확장한다면, 내결함성 기계 시대에 도달하는 데는 매우 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 중성 원자 접근법을 사용하면 그 이정표에 훨씬 더 빨리 도달할 수 있습니다."라고 헤이스는 설명합니다. 그에 따르면, Atom Computing의 연구팀은 2년마다 기계의 큐비트 수를 약 10배로 늘리는 것을 목표로 하고 있습니다.

1 또는 0의 값을 갖는 기존 컴퓨터 비트와 달리 큐비트는 더욱 다양하며, 생성 방식에 따라 다양한 특성을 갖습니다. 중성 원자는 양자 얽힘에 더 적합합니다. 양자 얽힘은 두 큐비트가 서로 연결되어 광대한 거리에 걸쳐 서로 영향을 미칠 수 있는 이상한 양자 효과입니다. 또한 더 안정적으로 작동합니다. Atom Computing의 컴퓨터에 있는 큐비트는 양자 상태가 붕괴되는 것을 막아 거의 1분 동안 내결함성을 달성합니다. 이에 비해 IBM의 오스프리 컴퓨터의 큐비트 바인딩 시간은 약 70~80마이크로초에 불과합니다.

긴 코히어런스 시간은 헤이스와 그의 동료들이 큐비트로 사용한 이터븀 원자에서 비롯됩니다. 대부분의 중성 원자 기계는 원자의 전자를 양자 원소로 사용하여 계산을 수행하지만, 이를 안정화하는 데 사용되는 강력한 레이저의 영향을 쉽게 받습니다. 연구진은 이터븀의 경우, 무질서에 덜 민감한 스핀(입자의 고유 각운동량)이라고 불리는 원자핵의 양자적 특성을 활용할 수 있었습니다. Atom Computing의 연구원 벤 블룸에 따르면, 원자핵은 전자만큼 외부 환경과 강하게 상호 작용하지 않습니다.

큐비트는 매우 다양한 속성을 가지고 있기 때문에 서로 다른 기계 간에 큐비트를 비교하는 것은 어렵습니다. 하지만 블룸은 아톰 컴퓨팅의 기계가 IBM 컴퓨터와 동등한 처리 능력을 가지고 있다고 말했습니다. 이 팀은 내년에 클라우드 컴퓨팅 분야에서 이 컴퓨터를 고객에게 제공할 수 있기를 바라고 있습니다.

안 캉 ( New Scientist 에 따르면)