과학자들은 실생활에서 양자 컴퓨팅을 구현하기 위해 수년간 노력해 왔습니다. 이러한 기술의 첫 번째 성공적인 시연은 1990년대 후반에 이루어졌지만, 양자 컴퓨터는 깨지기 쉬우며 원활한 작동을 보장하기 위해 심각한 유지 관리가 필요하므로 일상적인 응용 프로그램에서 사용하기 위해 만드는 것이 상당히 어렵습니다.
양자 컴퓨터의 가장 복잡한 부분 중 하나는 인덕터와 커패시터를 포함하고 초전도 회로에 의존하는 양자 컴퓨팅의 구성 요소인 초전도 큐비트입니다. 그러나 최근 연구에 따르면 초전도 큐비트는 초박형 물질을 사용하여 새로운 유형의 큐비트를 개발 중인 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 과학자 덕분에 축소될 수 있습니다.
큐비트는 양자 역학의 모든 불확실성을 수반하기 때문에 이해하기 어려운 기술 요소입니다. 일반 컴퓨터 비트는 1 또는 0을 의미하는 바이너리인 반면 큐비트는 1, 0 또는 둘 다 동시에 될 수 있습니다. 이것은 두 개의 다른 파장 또는 입자가 결합되어 동일한 공간에 공존할 수 있는 양자 중첩 때문입니다. 기본적으로 입자는 동시에 두 위치에 있을 수 있으므로 큐비트가 동시에 1 또는 0이 될 수 있으므로 양자 컴퓨터는 데이터 공간을 절약하고 알고리즘을 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다.
작동하려면 큐비트가 절대 도 켈빈에 가까운 동결 온도에서 유지되어야 합니다. 이것은 양자 컴퓨터를 구축하는 것을 비싸고 매우 어렵게 만듭니다. 이러한 큐비트는 개별 입자도 사용하기 때문에 다른 진동, 심지어 작은 진동에도 매우 취약할 수 있습니다. 대부분의 큐비트는 양자 컴퓨터를 거대하게 만들 수 있는 특수 초전도 알루미늄 회로로 구성됩니다.
Massachusetts Institute of Technology의 과학자들은 초박형 물질을 사용하여 기존의 큐비트 크기에 도전하고 있습니다. 질화붕소와 같은 이러한 재료는 두께가 몇 층에 불과합니다. 연구원들은 육각형 질화붕소를 사용하여 큐비트 커패시터 내부에 절연체를 형성했습니다. 이렇게 하면 커패시터의 크기가 줄어들어 큐비트가 전체적으로 작아집니다. 연구원들은 새로운 재료로 기존 크기보다 분의 작은 큐비트를 생성할 수 있음을 발견했습니다.
이것은 양자 컴퓨터의 크기를 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 양자 컴퓨터의 작동을 방해할 수 있는 큐비트 간의 간섭이나 누화를 줄이는 데 도움이 됩니다.
이 연구는 해야 할 일이 많이 남아 있음을 시사하지만, 양자 컴퓨터를 더 수용 가능하게 만들기 위한 중요한 단계를 강조합니다. 더 작은 장치를 사용하면 사회에서 이러한 기계를 쉽게 사용할 수 있으므로 양자 컴퓨팅이 우리 미래의 중요한 부분이 될 것입니다.
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