양자컴퓨팅 스타트업은 자사의 미래 양자 프로세서 설계가 현재 제품과 크게 다를 것이라고 발표했다. Rigetti Computing은 다른 모든 사람들처럼 모놀리식 프로세서를 구축하는 대신 단일 기능 프로세서로 물리적으로 연결할 수 있는 칩에 더 작은 큐비트 모음을 구축한다. 이것은 모듈식 칩 설계만큼 다중 처리가 아니다.

이러한 움직임은 보다 일반적으로 Rigetti 프로세서와 양자컴퓨팅 모두에 필연적이다.

방해 요소

Rigetti의 컴퓨터는 공진기에 연결된 초전도 와이어 루프를 기반으로하는 "트랜스몬"이라는 기술에 의존한다. Google 및 IBM과 같은 대규모 경쟁사에서 사용하는 것과 동일한 큐비트 기술이다. 하나의 트랜스몬의 상태는 양자컴퓨팅의 필수 기능인 계산 중에 이웃의 상태에 영향을 미칠 수 있다. 어느 정도까지는 트랜스몬 큐비트 간의 연결 토폴로지가 기계의 계산 능력에 중요한 기여를 한다.

(이것은 모든 큐비트가 적어도 현재 큐비트 수에서 다른 큐비트와 상호 작용할 수 있는 Honeywell의 이온 트랩 컴퓨터와 같은 시스템과 대조적이다.)

성능을 방해하는 다른 두 가지 요소는 개별 큐비트의 오류율과 큐비트 수이다. 큐비트 수를 늘리면 프로세서의 계산 능력이 향상될 수 있다. 그러나 추가된 모든 큐비트가 오류율이 정확한 계산을 수행하는 능력을 제한하지 않을 만큼 충분히 높은 품질인 경우에만 가능하다.

큐비트 수가 수천 개에 도달하면 오류 수정이 가능해져 프로세스가 크게 변경된다. 현재 우리는 100큐비트 미만으로 고정되어 있으므로이 변화는 아직 무한한 미래에 오고 있다.

Rigetti의 변경 사항

스타트업으로서 Rigetti는 IBM과 같은 회사에서 사용할 수 있는 리소스에 액세스 할 수 없다. Rigetti는 자체 트랜스몬 프로세서를 제작하는 인상적인 작업을 수행했지만 여전히 더 큰 경쟁자보다 뒤쳐져 있다. IBM의 최신 프로세서의 큐비트 수는 60개가 넘고 Rigetti의 최신 프로세서는 31개이다.

오류 정정을 위한 충분한 큐비트 없이 양자 프로세서에서 유용한 계산을 수행할 수 있는지 여전히 확신할 수 없는 당시에는 이는 큰 제한이 아니었다. 동시에 신속한 스케일링을 위한 명확한 경로는 오류 수정이 가능한 지점에 도달하는 데 중요하며, 일부 알고리즘은 사용 가능한 것과 전체 오류 수정에 필요한 큐비트 수에서 효과적으로 실행될 수 있다.

Rigetti의 경우 회사에서 이미 생산할 수 있는 것으로 이미 입증한 여러 개의 작은 프로세서를 하나의 큰 프로세서로 병합할 수 있는 능력은 큐비트 수를 빠르게 늘릴 수 있게 한다. 최근 발표에서 이 회사는 80큐비트 프로세서가 향후 몇 달 내에 사용 가능할 것으로 예상한다고 밝혔다. (문맥 상, IBM의 로드맵에는 올해 언젠가 127큐비트 프로세서에 대한 계획이 포함되어 있다.)

모놀리식 설계에서 벗어나는 또 다른 이점은 대부분의 칩이 결함이 있거나 허용할 수 없을 정도로 높은 오류율을 갖는 하나 이상의 큐 비트를 갖는 경향이 있다는 것이다. 모듈식 설계를 사용함으로써 회사는 현실의 결과를 줄일 수 있다. Rigetti는 광범위한 모듈 컬렉션을 제조하고 결함이 가장 적은 모듈에서 칩을 조립할 수 있다.

또는 회사는 오류율이 낮은 큐비트가 있는 모듈을 선택하고 올스타 프로세서와 동등한 것을 구축할 수 있다. 감소된 오류율은 더 낮은 큐 비트 수의 영향을 상쇄할 수 있다.

더 큰 그림

사실 큐비트 기술은 컴퓨터 칩에서 발견되는 것보다 훨씬 더 큰 부품을 필요로 한다. 광학 양자컴퓨터와 트랜스몬은 모두 케이블 연결 (각각 광학 또는 마이크로파 호환 가능)이 필요하지만 이온 트랩 컴퓨터의 원자는 전극 배열에 의해 공간에 유지된다. 결과적으로 큐비트 수를 확장하는 것은 기존 실리콘 칩에 컴퓨팅 리소스를 추가하는 것만 큼 간단하지 않다. 물리적 제약이 너무 다르다.

그 결과, 우리가 이야기 한 다른 양자컴퓨팅 회사들은 이미 하나 이상의 칩에 큐비트를 통합하는 방법을 찾아야 한다는 것을 인정했다. 따라서 Rigetti는 다른 회사가 직면할 수 있는 문제를 해결했을 수 있다.

그러나 배선으로 연결할 수 있는 트랜스몬은 이와 관련하여 작업하기 더 쉬운 기술 중 하나일 것이다. 여기서 배운 교훈은 갇힌 이온과 같은 경쟁 기술에는 적용되지 않는다.