한국에서 탄생한 세상에서 가장 작은 양자컴퓨터 큐비트!
Oct 5, 2023
QNS 연구원들은 양자 정보 과학 분야에서 획기적인 진전을 이루었습니다. 일본, 스페인, 미국 팀과 협력하여 표면에 원자 단위로 조립된 새로운 전자 스핀 큐비트 플랫폼을 만들었습니다. 이 획기적인 성과는 2023년 10월 5일 사이언스 저널에 게재되었습니다.
단일 큐비트만 제어할 수 있었던 표면의 이전 원자 양자 장치와 달리 QNS의 연구원들은 여러 큐비트를 동시에 제어할 수 있는 능력을 성공적으로 입증했습니다. , 단일, 2, 3큐비트 게이트의 적용을 가능하게 합니다.
양자 정보의 기본 단위인 큐비트는 양자 컴퓨팅, 감지, 통신과 같은 양자 응용의 핵심입니다. QNS 수석 조사관 중 한 명인 PHARK 수현 씨는 이 프로젝트의 중요성을 강조합니다. "지금까지 과학자들은 표면에서 단일 큐비트만 생성하고 제어할 수 있었으며 이는 다중 큐비트 시스템을 향한 중요한 진전입니다."라고 그는 말했습니다.
배유정이 이끄는 PHARK Soo- hyon과 Andreas HEINRICH 이사, QNS는 얇은 절연체의 깨끗한 표면에 배치된 개별 자성 원자로 구성된 이 새로운 플랫폼을 개발했습니다. 이러한 원자는 주사 터널링 현미경(STM)의 끝부분을 사용하여 정확하게 위치를 잡을 수 있으며 전자 스핀 공명(ESR-STM)의 도움으로 조작할 수 있습니다. 이러한 원자 규모 제어를 통해 연구자들은 양자 상태를 일관성 있게 조작할 수 있었습니다. 그들은 또한 원격 큐비트를 제어할 수 있는 가능성을 확립하여 결함 없는 환경에서 최대 수십 또는 수백 큐비트까지 확장할 수 있는 길을 열었습니다.
배유정은 “이제 우리가 할 수 있다는 것이 정말 놀랍습니다. 동시에 표면에 있는 여러 개별 원자의 양자 상태를 제어합니다.” 이 플랫폼의 원자 규모 정밀도는 STM의 끝을 움직이지 않고도 원자를 원격 조작하여 큐비트 작업을 개별적으로 수행할 수 있게 해줍니다. 이 핵심 기능은 단일 큐비트를 넘어서는 STM 기하학의 가능성을 가능하게 할 것으로 예상됩니다.
이 연구는 광소자, 이온 및 원자 트랩, 초전도 장치 등 다른 양자 플랫폼과 크게 다른 점을 나타냅니다. 이 표면 기반 전자 스핀 접근법의 고유한 이점 중 하나는 사용 가능한 수많은 스핀 종과 정밀하게 조립할 수 있는 매우 다양한 2차원 기하학입니다.
앞으로 연구원들은 양자 정밀하게 조립된 원자 아키텍처를 사용하여 감지, 계산 및 시뮬레이션 프로토콜을 제공합니다. 전체적으로, QNS 연구원들의 연구는 양자 정보 과학에서 원자 규모 제어의 새로운 시대를 열어 이 분야의 글로벌 리더로서 한국의 입지를 확고히 할 것으로 기대됩니다.
