IBM은 두 개의 극저온 모듈을 단일 공유 환경 내에 성공적으로 통합 및 냉각했습니다. IBM은 이 단계가 궁극적으로 수백 개의 양자 칩을 연결할 수 있는 양자 시스템의 확장에 매우 중요하다고 강조합니다. 이번 성과는 IBM이 2029년 출시 예정인 IBM 퀀텀 스타링(IBM Quantum Starling)의 출시 계획을 뒷받침합니다. IBM은 이 시스템이 오류 수정, 프로세서 설계, 디코딩 및 전반적인 시스템 엔지니어링 분야의 발전을 통합한 최초의 내결함성 양자 컴퓨터가 될 것으로 기대하고 있습니다.
IBM이 개발한 확장 가능하고 모듈식인 극저온 시스템의 내부 모습으로, 내결함성 양자 컴퓨팅을 지원합니다. (사진 제공: IBM)
두 개의 모듈을 결합한 전체 구조는 높이와 너비가 각각 8피트(약 2.4미터)가 넘습니다. 초기 테스트에서 두 모듈은 5일 이내에 액체 헬륨의 온도인 4켈빈까지 냉각되었고, 곧이어 15밀리켈빈 이하로 떨어졌는데, 이는 심우주보다 180배 이상 낮은 온도입니다. 각 모듈의 진공 밀폐 공간은 가장 널리 사용되는 IBM 양자 시스템보다 최대 12배 더 넓은 배선 공간을 제공하며, 이러한 설계 변경은 개별 모듈 내부 및 연결된 모듈 간의 칩 간 연결 밀도를 높이기 위한 것입니다.
이 모듈들은 상자 모양의 디자인을 채택하여 여러 유닛을 촘촘하게 연결할 수 있습니다. 이러한 레이아웃과 추가된 내부 배선 공간 덕분에 IBM의 L-커플러 기술을 통해 양자 프로세서를 직접 연결할 수 있습니다. L-커플러는 서로 다른 양자 칩들을 연결하여 정보를 교환하고 더 큰 양자 컴퓨터의 구성 요소로서 함께 작동할 수 있도록 합니다.
1,000개의 큐비트 연결
IBM의 로드맵에 따르면 2027년까지 L-커플러를 사용하여 여러 프로세서를 연결하여 최소 1,000개의 프로그래밍 가능한 큐비트를 갖춘 통합 시스템을 구축할 예정입니다. 프로그래밍 가능한 큐비트란 연산에 직접 사용할 수 있는 큐비트를 말합니다. 이러한 노력의 일환으로 IBM은 올해 말 퀀텀 나이트호크 프로세서를 극저온 모듈에 설치하여 성능 테스트를 계속 진행할 계획입니다. 스타링 프로젝트가 실전에 배치되면 각 극저온 모듈에는 수천 개의 큐비트가 탑재될 것입니다.
IBM은 작년에 스타링(Starling) 개발 계획을 처음 발표하면서 내결함성에 필요한 물리적 리소스 오버헤드를 크게 줄이도록 설계된 오류 정정 코드를 소개했습니다. 그 발표 이후, IBM은 핵심 하드웨어 구성 요소 시연 및 더욱 효율적인 오류 정정 디코딩 기술 발전 등 지속적인 진전을 보고해 왔습니다.
IBM이 개발한 확장 가능하고 모듈식인 극저온 시스템의 내부 모습으로, 내결함성 양자 컴퓨팅을 지원합니다. (사진 제공: IBM)
개발 주기 단축
"내결함성 양자 컴퓨터를 산업 현장에 도입하려면 몇 가지 근본적인 발전이 필요합니다."라고 IBM 연구소 소장이자 IBM 펠로우인 제이 감베타는 말했습니다. "이러한 극저온 모듈의 성공적인 연결 및 작동은 그 방향으로 나아가는 데 있어 큰 진전을 의미하며, 양자 하드웨어, 소프트웨어 및 알고리즘 분야의 지속적인 혁신과 함께 우리의 발전을 가속화할 것입니다."
IBM은 모듈형 극저온 아키텍처가 개발 주기를 단축할 것으로 기대하고 있습니다. 시스템 투 환경의 세 가지 핵심 구성 요소가 새로운 모듈 설계에 통합되어 각 구성 요소를 단일 통합 장치가 아닌 독립적으로 테스트, 개선 및 반복할 수 있게 되었습니다. IBM은 이번 모듈 통합 완료를 통해 자사가 발표한 양자 컴퓨팅 로드맵을 꾸준히 이행하고 있으며, 내결함성 양자 컴퓨팅으로 가는 길에 또 하나의 기술적 난관을 극복했음을 보여준다고 강조합니다.
아마존