아이온큐(IONQ) 분석/공부/소식(9) - 신규 양자컴퓨터 발표

아이온큐의 새로운 양자 컴퓨터인 IONQ Forte가 출시가 되었습니다.

기존에 아이온큐는 총 두개의 양자컴퓨터를 가지고 있었습니다.

바로 초기 단계의 양자컴퓨터와 IONQ Aria죠.

이 중 가장 최신 단계인 IONQ Aria와 비교를 하며 새로운 양자 컴퓨터가 얼마나 진보한 능력을 보여주는지 살펴볼게요.

 

IONQ Forte는 '정확도를 더욱 증가시키고 사용자의 요구에 맞춘 시스템을 제공할 수 있도록 새로운 첨단 광학 기술을 적용하였다'고 설명하고 있습니다.

그리고 이러한 사용자의 요구는 소프트웨어를 통해 제어가 되죠.

 

IONQ Forte는 2022년에 파트너쉽을 맺은 기업들, 선별된 개발자 및 연구자들에게 시스템을 제공할 것이며, 2023년에는 더욱 다양한 고객들이 아이온큐의 양자컴퓨터를 사용할 수 있을 것이라 예상됩니다.

이를 통해, 많은 종류의 고객들은 자신에게 맞는 방식으로 양자컴퓨터를 사용하는 방식을 학습하게 되며, 양자컴퓨터 사용화에 새로운 기폭제가 될 수도 있습니다.

 

IONQ Forte가 다른 양자컴퓨터와 차별화된 점이 있습니다. 

바로 AOD(음향 광학 편향기)를 이용한다는 점인데요. 

쉽게 설명하면, 기존의 양자컴퓨터는 사용하는 모든 큐비트를 활성화시켜야 했지만, AOD 기술을 통하여 큐비트를 활성화시키는 레이저의 각도를 소프트웨어를 통해 조절함으로써 사용자가 원하는 수준과 갯수의 큐비트를 골라 활성화시킬 수 있다는 특징이 있습니다.

 

사용자가 활성화시킬 큐비트 갯수를 설정할 수 있는 장점 이외에 AOD 기술을 통해 좋아지는 부분은 또 존재합니다.

바로 이온 위치 변화를 통해 야기되었던 노이즈를 최소화 할 수 있다는 점이죠.

왜냐하면 이온들이 미세하게 움직이더라도 레이저빔을 조절하여 타겟 이온을 정확하고 안정성있게 맞출 수 있기 때문입니다.

이를 통해 트랩된 이온들 간에 존재하는 체인의 충실도를 개선시킬 수 있으며, 이는 양자컴퓨터가 더 크게 확장할 수 있도록 힘을 가할 수 있습니다. 

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따라서 IONQ Forte는 소프트웨어로 구성 가능한 양자 컴퓨터라는 점에서 가장 큰 장점을 가지고 있고요.

이에 더해 더 이상 시스템의 최대용량은 하드웨어의 레이저빔 채널의 숫자에 제한되는 것이 아니라고 할 수 있습니다.

즉, 기존에는 32큐비트 양자컴퓨터를 가동하기 위해서는 32개의 채널이 필요했다면, Forte는 소프트웨어로 이를 제어하므로 물리적인 채널 수가 큰 의미 없다는 말이 됩니다.

 

IONQ Forte의 스팩을 설명하면 현재 31큐비트를 활성화하고 있습니다.

양자컴퓨터가 더욱 빨리 상용화 되기 위해서는 큐비트의 갯수와 함께 오류율을 줄이는 것이 가장 중요합니다.

31개 큐비트들 사이에서 1개 큐비트 게이트의 충실도는 평균 99.6%라고 하였습니다. 

이전 시스템이 99.5%의 게이트 충실도를 나타낸 것과 비교하였을 때 커다란 발전이 있었다고 볼 수 있겠죠.

 

다음으로 SPAM 충실도는 99.4% 이상으로 측정되었습니다. 

그런데 IONQ Aria의 SPAM 충실도는 99.96%였습니다. 

그러면 이전 세대보다 성능이 떨어진 것 아니냐고 생각할 수 있습니다.

하지만 현재 IONQ Forte의 경우 예전에 주로 사용했던 원료인 이테르븀을 사용하였고 이전 단계인 Aria의 경우 바륨을 사용하였기 때문에 차이가 있을 수 있습니다.

바륨이 이테르븀에 비해 오류율이 현저히 낮은 것으로 알려져 있죠.

 

그렇다면 과연 왜 아이온큐는 새로운 양자컴퓨터에 성능이 떨어지는 이테르븀을 사용하였을까요?

그 이유에 대해 1분기 Q&A 시간에 질문과 답변이 있었는데요.

개발자에 의하면 두 가지 소재에 적용되는 기술은 동일하기 때문에 아이온큐는 바륨과 이테르븀 두 가지 소재를 모두 사용하는 방향으로 간다고 하였습니다.

제 생각에는 이테르븀이 바륨에 비해 새로운 기술을 적용하기에 더 용이하여 사용하였으며,

앞으로 빠른 시일내로 바륨과 AOD를 융합하여 새로운 결과치를 발표할 것 같습니다.