中 연구팀, 탁상 크기 양자컴퓨터 개발했다

중국 칭화대학교 연구팀이 단일 광자만을 사용하는 세계에서 가장 작은 양자 컴퓨터 개발에 성공했다고 발표했다. 이 양자 컴퓨터는 데스크톱 PC 크기로 실온에서 작동하며 소인수분해와 같은 복잡한 수학 연산을 실행할 수 있는 것으로 입증됐다.

최첨단 양자 컴퓨터는 보통 극저온 환경에서 작동하지만 칭화대학 연구팀이 개발한 이 양자 컴퓨터는 실온에서 작동하는 게 특징이다. 이 장치는 한 사람이 안을 수 있는 상자 안에 들어갈 정도로 작다. 연구팀은 미래에는 책상 위에 광양자 컴퓨터가 1대씩 놓이기를 진심으로 바란다고 전했다.

이번에 개발된 양자 컴퓨터는 단일 광자만을 사용하는 단일 광자 양자 컴퓨터다. 연구팀은 광자 하나에 32차원 정보 공간이 존재한다고 설명했다. 기존 양자 컴퓨터는 광자 수백 개를 다루기도 하지만 이를 제어하는 게 어렵다는 문제가 있다. 연구팀은 광자 하나에 모든 정보를 압축한다는 발상의 전환을 통해 연구를 계속해 왔고 이 특별한 양자 컴퓨터 개발에 성공했다. 32차원이라는 다차원 광자를 양자 컴퓨터에 구현한 건 세계에서 처음이다.

일반적으로 전자와 이온을 사용하는 양자 컴퓨터는 에너지와 개발 비용이 많이 들지만 광자를 사용하는 광양자 컴퓨터는 이런 문제를 해결할 수 있다. 또 광자는 장거리 전송이 용이하고 외부 간섭에 강하다는 장점도 있다.

모든 정보를 안정된 광자 하나에 압축하는 과정에 대해 연구팀은 한 사람만 탈 수 있는 자전거를 수많은 승객을 실을 수 있는 32량짜리 기차로 바꾸는 것과 같다고 비유했다. 이 단일 양자 컴퓨터는 15=5×3과 같은 소인수분해 연산을 수행할 수 있으며 연구팀은 다음 단계는 단일 광자 기억 용량을 향상시켜 더 복잡한 계산을 처리할 수 있게 하는 것이라고 설명했다.

연구팀은 이 광양자 컴퓨터는 칭화대학 양자기술연구센터의 독자 연구 개발 성과로 양자 기술 분야에서 칭화대학 혁신 역량과 기술력을 보여주는 것이라고 강조했다. 또 광양자 컴퓨터 기술이 앞으로 신약 개발 가속화, 물류 최적화, 양자 통신과의 결합을 통한 정보 보안 향상 등 다양한 분야에 적용될 수 있음을 강조했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.