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May 24, 2023

미국과 영국이 협력하여 양자 정보 과학 발전

2023년 6월 2일 | 맥스웰 번스타인 유나이티드

2023년 6월 2일 | 맥스웰 번스타인

미국과 영국은 양자정보과학이라는 꽃피운 분야에서 전문지식과 역량을 공유하고 있습니다. 국가 간의 이러한 새로운 파트너십은 새로운 양자 장치, 성능에 대한 통찰력, 양자 정보를 활용하는 방법 및 기초 물리학의 발견으로 이어질 것입니다.

연구는 미국 에너지부 산하 페르미 국립 가속기 연구소(Fermi National Accelerator Laboratory)가 주최하고 영국 국립 물리 ​​연구소(National Physical Laboratory)와 런던 대학교 로열 홀로웨이(Royal Holloway)가 주최하는 초전도 양자 재료 및 시스템 센터에서 수행될 예정입니다. 추가 기관을 통해 SQMS 센터 협력은 이제 총 28개 파트너가 되었습니다.

왼쪽에서 오른쪽으로: Marius Hegedus, Tobias Lindstrom 및 Alexander Tzalenchuk가 Fermilab 캠퍼스에 있는 SQMS 센터 본부를 방문하는 동안 Quantum Computing Lab-3 문 밖에 서 있습니다. 사진: SQMS 센터

SQMS 센터에 대한 이러한 새로운 추가는 미국과 영국 정부 간의 양자 정보 과학 분야의 협력을 강화하려는 목표에 뿌리를 두고 있습니다. 이러한 목표는 공유 가치를 지닌 국제 파트너 생태계 성장의 중요성을 강조하는 2021년 11월 공동 성명에서 설정되었습니다. 성명서는 또한 양자 기술이 세계 보건 안보, 기후 변화 및 효율적인 자원 사용에 미치는 영향을 강조합니다.

SQMS 센터 이사인 Anna Grassellino는 "우리의 새로운 영국 파트너는 SQMS 센터의 강점을 보완하는 고유한 특성화 기술을 제공합니다."라고 말했습니다. "이 파트너십은 양자 장치 성능을 방해하는 근본적인 장애물을 식별하고 극복하는 동시에 양자 장치를 사용하여 양자 정보를 활용하고 물리학 및 감지 실험을 수행하는 방법을 찾는 센터의 임무를 발전시킵니다."

양자 정보 과학은 양자 역학의 동작을 활용하여 새로운 방식으로 정보를 처리하고 초민감 검출기 등을 개발하는 방법을 모색합니다.

이러한 새로운 파트너십에 따라 연구자들은 양자 컴퓨팅 장치의 양자 정보 손실, 새로운 입자를 검색하기 위한 양자 기술 기반의 새로운 시스템, 새로운 양자 알고리즘, 양자 컴퓨터의 성능 및 근본적인 한계 등을 조사할 것입니다.

영국 국립 양자 기술 프로그램(National Quantum Technologies Program) 의장이자 SQMS 센터 자문위원인 Peter Knight 경은 "SQMS 센터가 중점을 두는 분야는 고품질 초전도 큐비트를 구축하고 이것이 양자 컴퓨팅과 기초 물리학 모두에 맞게 확장될 수 있는 방법을 모색하는 것입니다."라고 말했습니다. 이사회 멤버.

과학자들은 양자 컴퓨터를 사용하여 양자 컴퓨터가 사용하는 정보의 기본 구성 요소인 큐비트를 조작하여 기계가 완전히 구현되면 기존 컴퓨터에서는 사실상 불가능한 계산을 수행할 것입니다.

Knight는 "초전도 큐비트는 양자 컴퓨팅 엔진으로 사용될 수 있지만 암흑 물질 탐지를 위해서는 다른 방향으로도 동일하게 사용될 수 있습니다"라고 말했습니다. "Quantum은 모두가 참여하고 싶어하는 과학적 모험의 주요 부분이 되었으며 SQMS는 작업 완료의 등대가 될 것입니다. NPL과 RHUL 연구원들은 SQMS 센터의 공동 파트너가 된 것을 기쁘게 생각합니다."

열로 인해 발생하는 소음으로 인해 정보가 흐려지거나 손실되는 것을 방지하려면 양자 장치를 냉각해야 합니다. 장치를 초저온으로 만들면 장치 성능이 향상되고 양자 장치의 작동 및 작동 방식에 대한 새로운 통찰력이 생길 수 있습니다.

RHUL은 양자 분야의 최첨단 연구를 수행하고 런던 저온 연구소를 주최합니다. RHUL의 연구원들은 양자 장치를 마이크로켈빈 범위 또는 백만분의 켈빈까지 냉각한 경험이 있습니다. 이 온도 체제는 연구자들이 일반적으로 장치를 작동하는 밀리켈빈 범위 또는 1000분의 켈빈 온도보다 훨씬 더 낮습니다.

RHUL 교수이자 SQMS 센터 자문위원인 John Saunders는 "저의 그룹이 테이블에 가져오는 것은 마이크로켈빈 체제에 대한 저온 물리학에 대한 전문 지식입니다."라고 말했습니다. "약 지난 10년 동안 우리는 새로운 저온 플랫폼을 개발하고 양자 회로와 양자 물질을 가능한 가장 낮은 온도로 냉각하는 작업을 진행해 왔습니다. 우리는 이를 초저온으로 냉각하여 그들이 어떻게 행동하는지 보세요." 손더스가 말했다.