양자기술 뉴스와 분석. 양자컴퓨팅, 양자통신, 양자센싱 연구 성과와 기업·정부의 투자 동향을 다룹니다.
밸리트로닉스(Valleytronics)는 고체의 에너지 밴드 구조에서 극소값을 사용하여 양자 정보를 인코딩, 처리 및 저장하는 신흥 분야다. 그래핀은 대칭 구조로 인해 밸리트로닉스에 적합하지 않은 것으로 생각되었지만 인도 봄베이의 IIT(Indian Institute of Technology) 연구원들은 최근에 그렇지 않다는 것을 보여주었다. 그들의 발견은 실온에서 작동할 수 있는 소형 양자 컴퓨터로 가는 길을 열 수 있다. 웨어러블 기기, 자율주행차, 우주 임무,…
과학자들은 새로운 양자 재료로 시뮬레이션된 뉴로모픽(neuromorphic) 네트워크를 개발했다. 미국 UC 샌디에이고(University of California – San Diego) 연구원과 퍼듀 대학교(Purdue University) 동료 연구팀은 뇌 기능을 모방하는 새로운 유형의 뉴로모픽 인공 지능(artificial intelligence) 컴퓨팅 장치의 기초를 시뮬레이션했다. 새로운 슈퍼컴퓨팅 재료를 특수 산화물과 결합함으로써 연구원들은 생물학적 기반 신경망에서 뉴런과 시냅스의 연결성을 반영하는 회로 및 장치 네트워크의 중추를 성공적으로 입증했다….
새로운 양자 컴퓨팅 혁신으로 실리콘에서 완전히 제어 가능한 스핀 큐비트 얽힘 상태가 확장 실현됐다. 일본 RIKEN 연구팀은 실리콘 기반 양자 얽힘(quantum entanglement) 상태 스핀 큐비트의 수를 2개에서 3개로 늘려 다중 큐비트 양자 알고리즘을 실현하기 위한 스핀 큐비트의 가능성을 강조했다. 양자 컴퓨터는 특정 유형의 계산을 수행할 때 기존 컴퓨터로는 불가능에 가까운 속도와 능력을 발휘한다. 이들은 양자…
시간 결정(time crystal)은 2012년 미국 물리학자 Frank Wilczek이 처음으로 예측한 독특하고 이국적인 물질 상태다. 시간 결정은 반복되는 패턴을 특징으로 하는 구조를 기반으로 하기 때문에 보다 일반적인 공간 결정(space crystals)의 시간적 유사체다. 시간 결정은 공간 결정처럼 3차원(3D) 공간에 걸쳐 반복적인 패턴을 형성하는 대신 정해진 패턴에서 발생하는 시간 경과에 따른 변화가 특징이다. 기존 연구는 물질의 이러한 이국적인…
미래는 양자 컴퓨터 시대가 될 수 있지만 현재 큐비트 아키텍처는 확장성 및 안정성에서 문제가 있다. AMD는 이러한 단점에 대한 솔루션을 제공하고 SIMD 영역을 통합하는 양자 순간 이동(quantum teleportation) 기반의 새로운 모델을 제안한다. 이 접근 방식은 특정 계산에 필요한 큐비트 수를 줄이는 동시에 전반적인 안정성을 향상한다. Google, IBM 및 중국 과학자들이 50큐비트 이상을 통합하는 양자 컴퓨터로…
물리학자들은 물의 수소 결합 현상이 어떻게 작동하는지를 밝혔다. 국제 연구원 팀은 액체상태 물을 구성하는 입자의 위치를 이미징하는 새로운 접근 방식으로 펨토초 정밀도로 캡처하여 물 분자 내에서 수소와 산소가 어떻게 충돌하는지 보여준다. 그들의 결과는 수소 결합의 양자 모델링을 구체화하고 관련 이론을 개선할 수 있다. 미국 에너지부 SLAC 국립 가속기 연구소의 물리학자 Xijie Wang은 “이것은 물을 연구하는…
과학자들은 단일 광자 또는 빛을 구성하는 작은 에너지 패킷을 계산하기 위한 가장 정확한 스톱워치 중 하나를 설계했다. 새로운 연구의 주저자인 미국 콜로라도 볼더 대학(University of Colorado Boulder) Bowen Li는 이 연구가 TCSPC(time-correlated single photon counting) 기술에 초점을 맞추고 있다고 말했다. TCSPC 즉 시간 연계 단일 광자 계수기는 연구자들이 지질 지도를 만드는 데 사용하는 라이더(또는 빛…
양자 컴퓨팅 잠재력을 실현하기 위한 주요 과제 중 하나인 오류 수정에 대해 새로운 시각을 제시한 연구가 나왔다. 미국 로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL) 물리학자 Jonathan DuBois 등 과학자들은 양자 컴퓨팅 안정성, 특히 오류를 일으키는 원인과 양자 회로가 오류에 반응하는 방식을 조사했다. UW-Madison(University of Wisconsin-Madison)에서 수행된 실험에서 연구팀은 양자 테스트베드 장치를 특성화하여 다중 양자 비트 또는 큐비트(qubits)…
페니 크기의 광자 칩에서 양자 속도를 달성하는 데 필요한 장치 수를 크게 줄이는 확장 가능한 양자 컴퓨팅 플랫폼이 개발됐다. 미국 버지니아 공대(University of Virginia School of Engineering and Applied Science, UVA) 전기 및 컴퓨터 공학 조교수 Xu Yi가 이끄는 연구팀은 다양한 범위의 빛을 감지하고 형성하는 광자 장치 물리학과 통신 및 컴퓨팅 분야에서 이같은 성과를 거뒀다….
양자 스핀 액체 자기 상태 전자 입자 선명한 사진 과학자들은 양자 스핀 액체(QSL)라고 불리는 신비한 자기 상태를 구성하는 전자 입자의 가장 선명한 사진을 찍었다. 이는 초고속 양자 컴퓨터와 에너지 효율적인 초전도체의 개발을 촉진할 수 있다. 과학자들은 QSL 전자가 어떻게 스피논(spinons)이라고 하는 스핀 유사한 입자와 차르곤(chargons)이라고 하는 전하와 같은 입자로 분해되는지에 대한 이미지를 처음으로 포착했다. 연구…
양자 컴퓨터가 분할 함수의 0을 계산해 시스템의 열역학적 특성을 측정할 수 있도록 하는 새로운 방법을 개발했다. 물리학에서 분할 함수는 다체 시스템(many-body systems)의 열역학적 특성을 결정하고 이들의 상전이(phase transitions)를 이해하는 데 중요하다. 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터의 범위를 넘어서는 대규모 계산 처리가 가능해 복잡한 시스템을 연구하는 데 사용된다. 그러나 시스템의 열역학 또는 자유 에너지(엔트로피 계산 포함)를 측정하는…
1928년 덴마크의 물리학자 닐스 보어는 물질이 입자와 파동의 특징을 함께 갖고 있다는 ‘상보성의 원리’를 제안했다. 그러나 지금까지 이를 정량적으로 측정할 기술이 없었기 때문에 상보성은 정성적인 관계로만 이해되어 왔다. 최근 양자컴퓨터 실현이 초읽기에 들어설 만큼 양자과학이 진보했지만, 여전히 ‘양자 물체의 파동-입자 이중성 및 상보성’, ‘두 양자 물체의 파동 함수 얽힘’ 등 완전히 이해되지 않은 개념들도 여럿…
과학자들이 축구장 3개 크기의 레이저를 사용한 핵융합에서 엄청난 양의 에너지를 생성했다. 미국 캘리포니아 로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)의 국립 점화 시설(National Ignition Facility, NIF)에서 처음으로 점화를 촉발한 새로운 실험이 태양 중심부에서 발견되는 극한의 온도와 압력을 재현한 것으로 보인다. 전문가들은 거의 200개에 달하는 레이저 빔의 거대한 배열을 작은 지점에 집중해 과거에 했던 것보다 8배…
과학자들이 양자 컴퓨터 상용화를 위한 주요 단계로 수백만 개의 스핀 큐비트(실리콘 양자 프로세서의 기본 정보 단위)를 제어할 수 있는 새로운 기술을 발견했다. 지금까지 양자 컴퓨터 엔지니어와 과학자들은 소수의 큐비트만 제어할 수 있음을 보여줌으로써 양자 프로세서의 개념 증명 모델로 작업했다. 수십 년 동안 이들은 더 많은 전기를 사용하고 열을 발생시키는 배선 공간 문제를 극복하고 몇 개에서…
블랙홀이 주변 물체를 삼키는 패턴은 블랙홀 크기에 대한 통찰력을 제공한다. 새로운 연구에 따르면 초대질량 블랙홀이 활발하게 운동할때 관찰되는 밝기의 깜박임은 질량과 관련이 있다. 초대질량 블랙홀(SMBH)은 태양보다 수백만 배에서 수십억 배 더 무겁고 일반적으로 거대한 은하의 중심에 있다. 휴면 상태에서 주변의 가스와 별을 삼키지 않을 때 SMBH는 매우 작은 빛을 방출한다. 천문학자들이 그것들을 탐지할 수 있는…
물리학자들은 나노 규모에서 빛-물질 결합의 새로운 임계값에 도달했다. 영국 사우샘프턴 대학(University of Southampton)과 스위스 취리히 연방공대(ETH Zürich) 물리학자들은 나노규모에서 빛-물질 결합의 새로운 임계값에 도달했다. 이번 주 Nature Photonics에 발표된 국제 공동 연구는 이론과 실험 결과를 결합하여 빛을 제한하고 활용하는 능력의 근본적인 한계를 설정했다. 공동 연구는 2차원 전자 가스의 상단에 크기가 점점 작아지는 광자 나노 안테나에…
리만 가설과 양자 시스템 연결 이해 실험적 기반 1859년에 제기된 리만 가설(Riemann hypothesis)은 6대 Millennium Prize Problems의 미해결 문제 중 하나로, 그 증명을 통해 소수의 분포 법칙을 쉽게 이해할 수 있다. 오랫동안 Riemann 제타 함수의 중요하지 않은 0에 대한 학문적 관심이 높아져 왔다. 이를 통해 물리학자들은 소수를 재현하고 실현 가능한 양자 접근 방식을 통해 리만…
자동차 산업은 지난 몇 년 동안 양자 컴퓨팅(quantum computing)에서 주목할 만한 초기 단계 성과를 보였다. 폭스바겐은 D-Wave와 함께 트래픽 시뮬레이션 시스템을 지난 2017년 출시했다. BMW는 양자 컴퓨터가 빠르면 5년 안에 가치를 제공할 것으로 보고 있다. 최근 BMW는 AWS와 함께 자동차 제조업체가 양자 기술을 최대한 활용하는 데 도움이 되는 솔루션을 제안하는 “양자 컴퓨팅 챌린지(Quantum Computing Challenge)”를…
새로운 연구에서 과학자들은 양자 정보(quantum information)와 양자장 이론(quantum field theory) 사이의 새로운 연결을 발견했다. 이 연구는 다양한 물리학 영역에서 양자 정보 이론의 역할이 커지고 있다는 분명한 증거를 제공한다. 러시아 스콜텍(Skoltech)과 미국 켄터키 대학(University of Kentucky)의 연구에서 과학자들은 양자 오류 수정 코드와 2차원 등각 장론(two-dimensional conformal field theory) 사이의 새로운 연결을 확립했다. 양자 입자의 상호 작용을…