中 양자 컴퓨팅 연구 집중 투자 성과 ‘QIS 출판 1·2위’

양자 컴퓨팅 출판물 발행 순위에서 중국 연구기관이 1, 2위를 차지했다.

1982~2020년 기간 양자 컴퓨팅 연구 출판물이 가장 많은 15개 기관은 중국, 캐나다, 프랑스, ​​영국, 미국, 일본 등에 있다. 특히 중국 과학원(Chinese Academy of Sciences)은 1400여건으로 높은 생산성을 보였다. 이어 중국 과학기술대학(University of Science and Technology of China)이 약 1100여건으로 2위였다.

양자 기술 투자에 대한 중국 정부의 관심은 2016 ~ 2020년 5 개년 계획과 세계 최대 양자 연구 시설을 건설하기 위한 100억 달러(한화 약 11조100억원) 투자로 분명히 드러난다.

집중 투자의 성과도 드러난다. 앞서 지난 12월 중국 과학자들은 ‘양자우위’ 광학 기반 양자 컴퓨터를 개발, 세계에서 가장 빠른 슈퍼 컴퓨터로는 약 25억 년 걸릴 문제를 약 200초에 해결했다고 발표했다. 지난해 12월 3일(현지시각) 사이언스(Science) 지에 발표한 논문(Quantum computational advantage using photons)에서 USTC(University of Science and Technology of China)등 연구 그룹은 ‘지우장(Jiuzhang)’ 양자 컴퓨터와 가우시안 보손 샘플링(Gaussian boson sampling, GBS) 수행결과를 소개했다(관련기사).

엘스비어 보고서(Quantum computing research trends report)에 따르면 1994년부터 매년 연구 결과가 꾸준히 증가하여 4만4,800개 이상의 출판물이 발행됐다. 특히 2015년부터는 출판 곡선이 더 가파르다.

연구 개발 속도가 빨라지면서 양자 컴퓨팅의 성과도 나타난다. 2012년에 브리스톨 대학(University of Bristol)의 한 그룹이 쇼어 알고리즘(Shor’s algorithm)으로 숫자 21을 인수분해했다 . 2017년 D-Wave Systems는 ‘D-Wave 2000Q’ 양자 컴퓨터의 첫 판매를 발표했다. 2020년 구글(Google)은 양자칩 시카모어(Sycamore)를 사용해 수소 사슬의 결합과 다이아젠(diazene)의 이성질화(isomerization )를 정확하게 시뮬레이션했다.

관련 연구 저자들 소속은 대부분은 학술 및 정부 연구 기관이다. 민간 부문 기업은 목록에서 훨씬 더 아래에있는 것으로 나타났다. 일본 NTT(Nippon Telegraph and Telephone)은 401개 간행물로 24위, IBM은 327개 간행물로 38 위, Microsoft Research는 198개 간행물로 78위를 차지했습니다.

업계는 특허 출원에서 선두를 차지했다. 상위 25 개 특허 제출자에는 컴퓨터 업계 베테랑 인 IBM, Hewlett Packard 및 Intel과 Microsoft, D-Wave Systems, Google, NVIDIA, Rigetti 및 PsiQuantum이 포함된다. MIT, Harvard University 및 University of California System이 목록에 있는 세 개의 학술 기관이다.

1982년 물리학자 리차드 파인만(Richard Feynman)은 양자 효과를 시뮬레이션하기 위해 양자 역학적 원리로 작동하는 기계에 대해 논의했다 .

1994년경 수학자 피터 쇼어(Peter Shor)는 양자 컴퓨터에서만 현실적으로 수행 가능한 정수를 인수 분해하는 알고리즘을 제안했다. 현대 암호화의 대부분은 두 개의 큰 소수의 곱인 정수를 인수 분해하는 것이 매우 어렵다는 생각에 기반한다. 양자 컴퓨터에서 Shor의 알고리즘을 통해 이러한 작업을 수행하기가 쉬워지면 현대 암호화의 일부 기반이 위험에 처하게된다. 또한 물리, 화학, 생명공학 등 과학 연구의 어려운 문제들을 해결하는데 활용될 것으로 기대된다.

양자 컴퓨팅 문헌에서 가장 많은 출판물을 보유한 저자 그룹은 중국, 일본, 호주, 미국 및 유럽의 연구자들과 함께 국제적이다. 중국과학기술대학(USTC)의 구안칸 궈(Guang-Can Guo)는 250개의 출판물로 1 위를 차지했다. 그의 프로필은 꾸준한 인용 증가, 지난 5년 동안 양자 키 배포 및 암호화에 관한 31 건의 간행물, 양자 정보 처리에 대한 최고 인용 논문을 반영한다.

목록의 다음 저자는 프랑코 노리(Franco Nori)다. 출판물은 적지 만 인용 경향은 2010 년 이후 급격히 증가하고 있다. 그가 가장 많이 기여한 주제는 광역학, 큐비트, 초전도 공진기 및 양자전기역학(QED) 분야다.

자세한 분석 내용은 엘스비어 출판사 스코푸스(Scopus) 보고서 ‘Quantum computing research trends report’에서 확인할 수 있다.