큐비트, 절대 영도 상태에서 데이터 유지
인텔, 1K 이상에서 큐비트 제어 가능성 입증


인텔은 17일, 큐텍(QuTech)과 함께 양자 컴퓨팅의 기본 단위인 큐비트를 1K(켈빈) 이상의 온도에서 제어할 수 있다는 내용의 연구 논문을 네이처(Nature)지에 발표했다.

현재 양자 컴퓨터는 절대 영도보다 아주 조금 높은 밀리켈빈(millikelvin; mK) 범위에서만 작동할 수 있다. 큐비트에 저장된 양자 데이터는 큐비트가 절대 영도(-273.15℃ 또는 0K) 상태가 아니라면 빠르게 손실된다.

양자 컴퓨팅을 실용적으로 활용하기 위해서는 높은 수준의 정확도를 가진 수천 개의 큐비트를 동시에 확장하고 제어할 수 있어야 하는데, 현재의 양자 시스템 설계로는 이를 달성하기 어렵다. 냉각기가 필수라 시스템의 크기가 클 수밖에 없고, 큐비트의 정확도가 떨어지며, 대규모의 양자를 관리하는데 필요한 전자 제어장치가 복잡하기 때문이다.

이번 ‘핫(Hot) 큐비트’에 관한 연구를 통해 인텔과 큐텍은 실리콘 큐비트가 현재의 양자 시스템보다 약간 높은 온도, 즉 1K(-272.15℃) 이상 온도에서도 작동할 수 있다는 가설을 입증했다.

2개의 큐비트 제어 역시 각각 최대 99.3%의 정확도를 유지하며 달성할 수 있다는 것도 입증했다.

그동안 큐비트는 1개당 1개의 전자 제어장치가 필요했는데, 이제 1개의 전자 제어장치로 2개 이상의 큐비트를 제어할 수 있는 길이 열린 것이다. 이를 통해 현재의 실리콘 집적 회로와 유사한 양자 집적 회로를 제작할 수 있게 됐다.

연구팀은 또한, 스핀 큐비트의 성능이 45mK에서 1.25K까지의 온도 범위에서 외부 영향을 가장 적게 받는다는 것을 증명했다.

한편, 인텔은 지난해 말, 업계 최초로 극저온 양자 제어 칩 ‘호스 리지(Horse Ridge)’를 발표한 바 있다.