[IONQ] 아이온큐 2024.10.05

Achieving Remote Ion-Ion Entanglement: Paving the Way for Scalable Quantum Networking

요즘 이상하게 오피셜 메일이 자주온단 말이지..

 

이번건 2024년 마일스톤에 대한 내용인거 같은데 원격이온-이온 얽힘 .. 솔찍히 말해도 모른다..

 

2024 IONQ 마일스톤

 

마일스톤 2단계까지 왔다는 말 같다. 

 

아래 쭉욱~ 많은 내용이 있지만..  머.. 양자컴퓨팅에 관해서 이것저것 하겠다 라는 내용이라..

아무튼 아이온큐 화이팅이다..

 

 

 

 

양자 컴퓨팅은 엄청난 진전을 이루고 있으며, IonQ에서 확장성은 우리가 내리는 모든 기술적, 구조적 결정을 안내합니다. 이 사명의 핵심은 모듈성인데, 이는 효율적인 확장성을 가능하게 하는 가장 중요한 요소이며 IonQ가 양자 처리 능력을 확장하는 데 필수적입니다. IonQ의 모듈성은 광자 상호 연결을 통해 QPU를 연결하여 총 큐비트 수를 늘리는 데 기반합니다 . 광자 상호 연결은 빛(또는 광자)을 활용하여 다른 구성 요소 또는 양자 프로세서 간에 양자 정보를 전송하는 통신 링크입니다. 광자 상호 연결을 통해 큐비트를 개별 양자 처리 장치(QPU)에 얽어 더 크고 더 강력한 양자 시스템을 형성할 수 있습니다. IonQ의 접근 방식은 잘 알려진 과학적 원리를 사용하여 오늘날 가장 강력한 고전적 컴퓨터와 유사한 큐비트와 아키텍처를 네트워크로 연결하여 효율적인 확장을 달성합니다.

광자 상호연결의 과학과 절차는 수년간 연구 환경에서 이해되어 왔지만, IonQ의 중요한 노력은 이 기술을 실험실 환경에서 상업적 환경으로 전환하는 것이었습니다. 또 다른 이정표에 도달할 수 있는 능력은 양자 네트워킹을 위한 IonQ의 잘 알려진 아키텍처의 이점을 더욱 증명합니다.

IonQ에서 광자 상호 연결 발전

IonQ에서 우리는 이 기술을 상업적으로 이용 가능한 양자 컴퓨터에 통합하는 데 필요한 기술적 준비 수준으로 끌어올리고 있습니다. 광자 상호연결을 향한 우리의 경로는 4가지 주요 이정표로 구성되어 있으며, 각각은 이전 이정표를 확장하고 대규모 네트워크화된 다중 양자 처리 장치(QPU) 시스템으로 마무리됩니다.

이정표 1: 이온-광자 얽힘

첫 번째이자 QPU 네트워크에서 양자 정보를 얽히는 데 있어 가장 어려운 이정표 중 하나는 큐비트와 얽힌 단일 광자를 생성하고 조작하여 네트워크 노드를 형성하는 것입니다. 이러한 노드는 세 가지 핵심 기능을 수행할 수 있어야 합니다. 첫째, 노드는 상호 연결 큐비트와 얽힌 "상호 연결 광자"를 생성할 수 있어야 합니다. 둘째, 노드는 이러한 상호 연결 광자를 광섬유를 통해 감지 허브로 보낼 수 있어야 합니다. 마지막으로, 감지 허브는 이온-광자 얽힘을 확인하기 위해 상호 연결 광자의 상태를 조작하고 측정할 수 있어야 합니다.

2024년 2월, 우리는 학문적 배경이 아닌 곳에서 이온 큐비트와 광자의 얽힘에 성공하여 상업적으로 최초로 마일스톤 1을 달성했습니다.

이정표 2: 광자 매개 이온-이온 얽힘

Milestone 2는 얽힌 광자를 사용하여 별도의 노드에서 두 개의 이온 기반 큐비트를 얽히게 하여 Milestone 1을 확장합니다. 이를 달성하기 위해 두 개의 다른 노드에서 상호 연결 광자를 수집하고 이러한 광자를 단일 감지 허브로 라우팅하여 간섭하고 측정하여 각 노드의 상호 연결 큐비트 사이에 얽힌 상태를 남기는 시스템을 개발하고 있습니다. 이를 통해 QPU 간에 양자 링크가 설정됩니다.

2024년 9월, IonQ의 세계적 수준의 R&D 팀은 얽힌 광자를 사용하여 별도의 트랩 웰에서 두 개의 이온 기반 큐비트를 얽혔습니다. IonQ 팀은 두 개의 트랩 웰에서 상호 연결된 광자를 수집하여 단일 감지 허브로 라우팅하여 원격 얽힘을 달성했습니다.

마일스톤 3: QPU에 이온-이온 얽힘 스왑

상호 연결 큐비트 간에 이러한 원격 얽힘을 확립한 후, 마일스톤 3은 이 얽힘을 상호 연결 큐비트에서 더 복잡한 알고리즘을 위한 계산 큐비트로 전환할 수 있음을 보여주는 것입니다. 이 얽힘은 2큐비트 스왑 게이트를 통해 전환하여 2개의 얽힌 QPU를 확립할 수 있습니다. 이 얽힘을 통해 양자 계산에 사용할 수 있는 큐비트 수를 확장할 수 있습니다.

마일스톤 4: 다중 QPU 프로그래밍 얽힘

최종 이정표는 두 노드를 넘어 광자 상호연결을 확장하는 궁극적인 목표입니다. 많은 QPU가 프로그래밍 방식으로 네트워크로 연결되어 있으므로 네트워크의 모든 큐비트를 병렬로 활용하여 매우 광범위한 회로를 실행할 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 단일 광자 스위칭 기술과 장치를 개발하는 과정에 있으며, 이를 통해 여러 트랩에서 많은 상호연결 큐비트에서 상호연결 광자를 수집하여 회로의 매개변수에 따라 네트워크에서 큐비트를 선택적으로 얽을 수 있습니다.

엔터프라이즈급 양자 컴퓨팅에 대한 당사의 비전: 물리학에서 상업적 응용 프로그램까지

학문적 이론에서 상업적 엔지니어링으로의 전환은 결코 작은 업적이 아닙니다. IonQ는 실용적이고 엔터프라이즈급 애플리케이션에 배포할 수 있는 확장 가능한 양자 시스템을 개발하는 데 앞장서고 있습니다. Milestone 2를 달성하면서 성능과 안정성을 균형 있게 유지하면서 확장성이라는 비전에 한 걸음 더 다가가 상업적 양자 네트워킹의 토대를 마련했습니다.

Milestone 3 이상을 바라보면서, 우리는 네트워크에서 더 복잡한 양자 계산을 처리할 수 있는 다중 QPU 시스템을 시연하는 것을 목표로 합니다. 저희 애플리케이션 팀은 공군 연구소(AFRL) 및 정보 및 보안을 위한 응용 연구실(ARLIS)과 같은 고객을 위한 프로젝트를 포함하여 실제 양자 애플리케이션에 대한 로드맵에 이러한 발전을 통합하는 데 바쁘게 일하고 있습니다.

우리의 궁극적인 목표는 단일 QPU의 한계를 훨씬 넘어 양자 컴퓨팅 역량을 확장하는 것입니다. 광자 상호 연결을 핵심으로 하여, 우리는 양자 컴퓨팅의 경계를 넓히고 대규모 확장이 가능한 네트워크화된 다중 QPU 미래를 향해 나아가고 있습니다. 

광자 상호연결 분야에서 우리가 지속적으로 주요 이정표를 달성함에 따라 더 많은 업데이트가 있을 예정이니 기대해 주시기 바랍니다.