미국 시라큐스대학(Syracuse University)에 따르면 양자 컴퓨터에서 양자 비트 또는 큐 비트의 상태를 측정하기 위한 신기술을 개발했다.

시라큐스대학과 위스콘신대학 (University of Wisconsin)와 공동 연구자들은 플루르데그룹(Plourde Group) 이름하에 협업을 진행했다.

시러큐스의 예술과학대학(University of Arts and Sciences)의 물리학 교수인 Britton Plourde이 관련 연구를 주도했다. 플루르데그룹은 초전도 장치 제조 및 저온에서의 측정을 전문으로 하는 그룹이다.

양자 역학의 법칙에 따라 큐비트(Qubits)가 단일 상태에 있는 기존 컴퓨터의 디지털 비트와 달리 자신의 두가지 상태 즉 0과 1의 중첩에 존재할 수 있다. 이러한 큐 비트는 절대 영도 근처의 온도로 냉각된 초전도 마이크로 웨이브 회로로 구성된다.

중요한 계산을 다루기에 충분히 강력한 양자 컴퓨터를 만들려면 적어도 수백 큐비트 이상을 필요로 하는 것으로 알려져 있다.

하지만 큐 비트를 측정하는 기존의 접근법은 저잡음 극저온 증폭기와 실온 마이크로파 하드웨어 및 전자 기기를 포함하고 있어 이러한 장치들 때문에 상당히 큰 큐비트 어레이로 스케일-업하는 것은 어렵다는 문제점이 있다. 

반면에 플루르데 그룹에서는 양자얽힘(entanglement) 또는 양자 역학의 또 다른 직관적인 측면과 중첩이 결합 될때 무수한 응용성을 가진 양자 알고리즘을 이끌어낼 수 있다는 사실을 발견했다. 이를 바탕으로 마이크로파 광자 검출에 초점을 맞추는 새로운 방법을 개발했다.

극저온 증폭기의 필요성을 대체하고 필요한 실내 온도 하드웨어의 대부분을 제거하는 방향으로 확장될 수 있게 됐다. 이로 인해 양자 프로세서가 수백만 큐 비트로 확장될 수 있는 것으로 평가된다.

관련 알고리즘을 이용하면 기존의 강력한 슈퍼 컴퓨터에서 해결할 수 없는 특정 문제를 해결할 수도 있다. 제약 개발, 재료 과학 및 암호분야에서 크게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

참고로 구글(Google) 및 아이비엠(IBM)과 같은 글로벌 기업들의 노력으로 50 큐비트 이상의 양자 프로세서가 개발됐고 구글은 실험적인 72 큐비트 양자 프로세서를 공개한 바 있다.

▲ US-QuantumComputing-homepage
▲플루르데 그룹의 Britton Plourde교수(출처 : 홈페이지)