구글 양자컴퓨터 정보 및 이해 미국주식 양자컴퓨터 관련주는?

구글 신형 양자컴퓨터. 사진=구글

구글 신형 양자컴퓨터 개발(24.12.10)

구글은 자체개발한 양자칩 'Willow'를 탑재한 신형 양자컴퓨터를 개발하였습니다. 

해당 뉴스는 알파벳이 역사적신고가를 기록할만큼 중요한 뉴스입니다. 

금일 오전 국내에서도 관련 기사가 보도되면서 국내 양자암호 관련주가 급등을 했습니다. 

중요한 뉴스이니 한번 읽어보시기 바랍니다. 

* 해당 사진 및 기사는 전자신문에서 발췌함 . 

“슈퍼컴으로 100해년 걸릴 문제, 5분만에 뚝딱”… 구글 개발 신형 양자컴퓨터는

구글 양자컴퓨터

구글 양자컴퓨터는 여러 층으로 구성된 원통형 구조를 가지고 있으며, 각 층은 점점 더 낮은 온도로 냉각됩니다. 가장 아래층에는 큐비트가 있는 양자 컴퓨팅 칩(Willow)이 위치하며, 이 부분은 절대 0도에 가까운 온도로 유지됩니다.
상단부에는 통신 링크와 액체 헬륨 냉각제를 기계에 주입하는 장비가 있습니다. 전체 시스템은 큐비트의 민감성을 보호하기 위해 대형 실린더 안에 들어있습니다.

(*글 상단 사진은 양자컴퓨터 구조를 이해하는데 도움이 됩니다. 

구글 양자컴퓨터 구성요소

1. 시카모어 프로세스
최대 54개의 초전도 큐비트로 구성된 2차원 격자 구조를 가집니다. 각 큐비트는 최대 4개의 이웃 큐비트와 연결되어 있어 임의의 양자 연산이 가능합니다.
2. 냉각시스템
여러 층으로 구성된 원통형 구조로, 각 층은 점점 더 낮은 온도로 냉각됩니다. 가장 아래층은 절대 0도에 가까운 온도로 유지되어 큐비트의 안정성을 보장합니다.
3. 통신시스템
216개의 동축 케이블 채널을 사용하여 외부와 통신합니다. 각 케이블은 큐비트를 제어하고 데이터를 읽는 데 사용되는 전자기 신호를 전송합니다
4. 제어 및 디코딩 하드웨어
큐비트와의 통신을 위한 특수 제어 보드를 사용합니다 양자 상태를 읽기 위한 특별한 리드아웃 시스템이 포함되어 있습니다.
5. 소프트웨어 스택
전체 양자 시스템을 관리하기 위한 보정 및 오류 정정 소프트웨어를 포함합니다. Cirq와 같은 오픈소스 도구를 제공하여 양자 회로 프로그래밍을 지원합니다

sycamore 프로세서의 54 qubit의 배열

Sycamore 프로세서의 54개 큐비트는 2차원 격자 구조로 배열되어 있습니다.
1. 직사각형 모양의 2차원 그리드 구조를 가집니다 각 큐비트는 최대 4개의 인접한 큐비트와 연결되어 있습니다.
2. 큐비트 간 연결을 위해 88개의 트랜스몬 커플러가 사용됩니다.
3. 격자 구조는 10x10 크기의 그리드로 표현할 수 있으며, 실제 큐비트는 이 그리드의 일부를 차지합니다 이러한 배열 구조는 양자 오류 정정 구현을 위한 미래 호환성을 갖추고 있습니다.
4. 큐비트 간 연결성은 "튜너블 커플링 아키텍처"를 통해 구현되어, 필요에 따라 큐비트 간 상호작용을 켜고 끌 수 있습니다
 
이러한 구조는 큐비트 간의 빠른 상호작용을 가능하게 합니다. 

구글 양자컴퓨터의 qubit간 연산속도

구글의 양자컴퓨터 성능은 최근 몇 년 사이 놀라운 발전을 이루었습니다. 구글의 최신 양자컴퓨터 칩인 'Willow'의 연산 속도는 기존 슈퍼컴퓨터와 비교할 수 없을 정도로 빠릅니다.
구글에 따르면, Willow 칩을 사용한 양자컴퓨터는 특정 벤치마크 알고리즘을 단 5분 만에 해결할 수 있습니다. 이는 현재 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 Frontier가 10 septillion년(10,000,000,000,000,000,000,000,000년)이 걸릴 것으로 예상되는 문제입니다. 이는 우주의 나이보다도 훨씬 긴 시간입니다.
이전 세대인 Sycamore 프로세서도 매우 인상적인 성능을 보여주었습니다. 54개의 큐비트로 구성된 Sycamore는 기존 슈퍼컴퓨터가 10,000년이 걸릴 계산을 단 200초 만에 수행할 수 있었습니다.
하지만 이러한 성능 비교는 특정 알고리즘이나 문제에 대한 것이며, 현재 양자컴퓨터는 여전히 실험적인 단계에 있습니다. 실제로 다양한 실용적인 문제를 해결할 수 있는 대규모 양자컴퓨터의 개발은 아직 수년이 더 걸릴 것으로 예상됩니다.구글은 향후 100만 개의 물리적 큐비트로 구성된 오류 정정 양자컴퓨터를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다

시카모어프로세스의 큐피트간 연산속도 최적화 방법

Sycamore 프로세서의 큐비트 간 연산 속도 최적화는 다음과 같은 방법으로 이루어졌습니다.
1. 조절가능한 커플러 사용
5 MHz에서 -40 MHz 사이로 조절 가능한 커플러를 도입했습니다 이를 통해 게이트가 활성화될 때는 강한 결합을, 비활성화 시에는 약한 결합을 구현할 수 있게 되었습니다.
2. 개선된 2-큐피트 게이트 향상된 병렬성을 가진 2-큐비트 게이트를 개발했습니다 이를 통해 여러 게이트를 동시에 작동시킬 때도 높은 성능을 달성할 수 있게 되었습니다.
3. 새로운 제어 노브 도입 인접한 큐비트 간의 상호작용을 끌 수 있는 새로운 유형의 제어 노브를 개발했습니다 이는 다중 연결된 큐비트 시스템에서 오류를 크게 줄이는 데 기여했습니다
4. 칩설계 최적화 크로스토크(crosstalk)를 낮추기 위해 칩 설계를 최적화했습니다
5. 새로운 제어보정기술개발 큐비트 결함을 피할 수 있는 새로운 제어 보정 기술을 개발했습니다

양자컴퓨터 미국주식 관련주 

1. 아이온큐(IONQ)
2. 리게티컴퓨팅(RGTI)
3. 퀀텀컴퓨팅(QUBT)
4. 아킷퀀텀(ARQQ)
5. 디웨이브퀀텀(QBTS)
6. IBM(IBM)
7. 허니웰 인터내셔널(HON)
8. 알파벳 A,C

** 2주동안 리게팅 컴퓨팅이 1.7불에서 7불로 급등했습니다. 이번주 양자컴퓨터 대장은 리게팅컴퓨팅이니 시세 확인해 보시기 바랍니다.   

 

 

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