Superconducting Qubits

Image courtesy of Anyon Technologies

Overview

초전도체 기반 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 속도로 복잡한 계산을 수행할 수 있는 초고속 연산 능력을 자랑합니다. 초전도체는 전기 저항이 없기 때문에 에너지 손실이 거의 없어 에너지 효율이 뛰어나며, 낮은 온도에서 작동하여 외부 환경으로부터의 노이즈를 최소화함으로써 양자 상태의 안정성을 유지하는 데 유리합니다. 또한, 초전도체 기술은 안정성이 높다는 장점도 있습니다. 이러한 이유로 초전도체 기반 양자컴퓨터는 양자컴퓨팅 연구와 개발의 핵심으로 자리 잡고 있습니다.

양자 상태를 제어하고 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 가장 일반적으로 사용되는 방법은 양자 상태를 0과 1로 구분하는 방식입니다. 큐비트는 두 가지 에너지 상태를 가지고 있고, 이 상태 사이의 차이를 맞추는 전자기장을 사용하면 큐비트가 진동하는 현상을 볼 수 있습니다. 이 전자기장의 조사 시간을 조절하면 큐비트 상태를 바꿀 수 있고, 그 시간을 정밀하게 조정하면 큐비트를 두 가지 상태가 섞인 중첩 상태로 만들 수도 있습니다. 이는 여러 큐비트를 동시에 제어하는 데 중요한 기술입니다.

초전도 큐비트의 에너지 준위는 대개 5GHz 정도로 설계되며, 이 에너지 상태를 조절하기 위해 마이크로파 대역의 전자기장이 사용됩니다. 빠른 양자 게이트를 적용하려면 연속적인 마이크로파 대신, 일정 시간 동안 순간적으로 전자기파를 보내는 방식이 사용됩니다.

SDT는 2027년 말까지 100큐빗 이상의 초전도 양자컴퓨터를 개발해 뛰어난 성능과 안정성을 목표로 끊임없이 도약하고 있습니다.

고려대학교 물리학과와 진행 중인 기술협력 연구개발

超伝導ベースの量子コンピュータは、高速な計算速度と安定性を提供する核心技術として確立されています。このため、現在、世界中で量子コンピュータの商業化のための研究が活発に進められていますが、量子コンピュータを制御し、安定的に運用するための技術的な課題は依然として存在しています。これを改善するために、考慮大学物理学科のキム・ヨセプ教授は、SDTとの協力を通じて超伝導量子コンピュータの性能を画期的に向上させています。

SDTは、超伝導量子プロセッサに特化したマイクロ波パルス制御装置と量子コンピュータの駆動に必要不可欠なソフトウェアを提供しています。SDTが開発したソフトウェアは、キュービットの物理的特性とエラー率を分析して最適な運用状態の維持を支援し、キュービット状態の監視を自動化し、キュービットのエラー率を最小化し、性能を最適化するアルゴリズムを適用します。これにより、量子コンピュータの正確性と信頼性が向上します。

また、量子回路-パルスコンパイラは、量子アルゴリズムを実行するための量子回路のゲート要素をパルス信号に変換して量子コンピュータで実行できるようにする重要な役割を果たします。これは超伝導量子コンピュータを駆動する際の利便性を提供し、特に商業化段階では必須のツールとして重要な役割を果たすことになります。

最後に、SDTは超伝導量子コンピュータが安定して動作できるように冷凍機システムを提供しています。

超伝導に基づく量子コンピュータは、高い演算速度と安定性を提供する核心技術として位置付けられています。このような理由から、現在、世界的に量子コンピュータの商業化に向けた研究が活発に進められていますが、量子コンピュータを制御し、安定的に運用するための技術的な難関は依然として存在しています。これを改善するために、高麗大学物理学科のキム・ヨセプ教授は、SDTとの協力を通じて超伝導量子コンピュータの性能を画期的に向上させています。

SDTは、超伝導量子プロセッサに特化したマイクロ波パルス制御装置と量子コンピュータの運用に必要不可欠なソフトウェアを提供しています。SDTが開発したソフトウェアは、キュービットの物理的特性とエラー率を分析して最適な演算状態の維持を支援し、キュービット状態のモニタリングを自動化し、キュービットのエラー率を最小化し性能を最適化するアルゴリズムを適用します。これにより、量子コンピュータの精度と信頼性が向上します。

また、量子回路-パルスコンパイラは、量子アルゴリズムを実行するための量子回路のゲート要素をパルス信号に変換して量子コンピュータで実行できるようにする重要な役割を果たします。これは超伝導量子コンピュータを駆動する際の便利さを提供し、特に商業化段階では必須のツールとして重要な役割を果たすことになるでしょう。

最後に、SDTは超伝導量子コンピュータが安定して動作できるように冷凍機システムを提供しています。

超伝導に基づく量子コンピュータは、高い演算速度と安定性を提供する核心技術として位置付けられています。このような理由から、現在世界中で量子コンピュータの商業化に向けた研究が活発に進められていますが、量子コンピュータを制御し、安定して運用するための技術的な障壁がまだ存在します。これを改善するために 고려대학교の物理学科のキム・ヨソプ教授は、SDTとの協力を通じて超伝導量子コンピュータの性能を画期的に向上させています。

SDTは、超伝導量子プロセッサに特化したマイクロ波パルス制御装置と、量子コンピュータを動作させるために必要なソフトウェアを提供しています。SDTが開発したソフトウェアは、キュービットの物理的特性とエラー率を分析して最適な演算状態の維持を支援し、キュービット状態のモニタリングを自動化し、キュービットのエラー率を最小化して性能を最適化するアルゴリズムを適用します。これにより、量子コンピュータの精度と信頼性が向上します。

また、量子回路-パルスコンパイラは、量子アルゴリズムを実行するための量子回路のゲート要素をパルス信号に変換し、量子コンピュータで実行できるようにする重要な役割を果たします。これは超伝導量子コンピュータを動作させるための便利さを提供し、特に商業化段階では必須のツールとして重要な役割を果たすでしょう。

最後に、SDTは超伝導量子コンピュータが安定して動作できるように冷凍機システムを提供しています。

SDT’s Partnership with Anyon Technologies

SDT는 2024년 11월 세계적인 양자 컴퓨팅 선도기업 애니온 테크놀로지스(Anyon Technologies)와 초전도 양자 컴퓨터 구축을 위한 합작법인(JV) 설립 계획을 발표했습니다. 이 JV는 SDT의 생산 시설과 인프라를 활용해 QPU(양자처리장치, Quantum Processing Unit)를 제외한 모든 양자 컴퓨팅 부품의 제조와 조립을 진행합니다.

애니온 테크놀로지스는 2021년부터 대규모 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅 환경에서 뛰어난 확장성과 성능을 발휘하는 고성능 초전도 양자 프로세서, 온칩 제어 기술, 마이크로파 양자 네트워킹 구조 등 다양한 첨단 양자 기술을 지속적으로 개발해 왔습니다.

SDT's Partnership with Anyon Technologies

특히, 애니온은 초전도 기반 양자 컴퓨팅 분야에서 독점적인 지적 재산(IP)을 보유하고 있으며, 양자 냉동장치인 ‘희석냉동기(Dilution Fridge)’와 QPU 제작에 강점을 가지고 있습니다. 20큐비트 QPU 생산은 물론, 100큐비트와 1000큐비트로 확장 가능한 큐비트 아키텍처도 갖추고 있습니다.

이번에 설립된 합작법인(JV)을 통해 애니온은 희석냉동기 IP를 SDT에 독점 공급하기로 하였으며, 20큐비트 QPU의 생산 및 납품을 담당할 예정입니다.
SDT는 애니온 테크놀로지스의 혁신적인 IP와 자사의 하드웨어 및 소프트웨어 역량을 결합하여, 초전도 양자 컴퓨터의 제조, 조립, 설치 전 과정을 책임지게 됩니다.

특히 이번 합작법인의 첫 번째 생산 제품은 NVIDIA의 그레이스 호퍼 슈퍼칩(Grace Hopper Superchip)과 연동되는 20큐비트 시스템으로, 양사의 기술력과 협업을 통해 한 단계 진일보한 양자 컴퓨팅 솔루션을 선보일 예정입니다.