시카고대 연구, 양자 컴퓨터 장거리 연결 가능성 제시 ^{CEFR B2}

시카고 대학교의 새 연구는 양자 컴퓨터를 광섬유로 훨씬 먼 거리까지 연결할 수 있는 기술적 잠재력을 제시합니다. Nature Communications에 실린 조교수 Tian Zhong의 논문은 기존에 수 킬로미터에 불과했던 연결 한계를 이론적으로 2,000 km까지 확장할 수 있음을 보여줍니다. 연구진은 코히어런스 개선에 따라 최대 4,000 km까지 연결 가능하다고도 언급했습니다(콜롬비아 오카냐까지의 거리를 예로 들었습니다).

성과의 핵심은 물질 자체를 바꾸지 않고 제작 방식만 바꾼 점입니다. 팀은 희토류 도핑 결정(rare-earth doped crystals)을 전통적 Czochralski 방식으로 녹여 만드는 대신 분자 빔 에피택시(MBE)로 얇게 쌓아 제작했습니다. 이 방법으로 만든 재료가 매우 높은 순도와 우수한 양자 코히어런스 특성을 보였고, 실제로 이트륨 원자의 코히어런스 시간이 0.1 milliseconds에서 10 milliseconds 이상으로 늘어났으며, 한 실험에서는 최대 24 milliseconds를 기록했습니다.

외부 전문가들도 이 접근법을 높이 평가했습니다. Institute of Photonic Sciences의 교수 Hugues de Riedmatten는 이 방법이 광섬유와 호환되는 장치에서 대규모로 네트워크화 가능한 큐비트를 생산하는 실용적 경로를 제공한다고 평가했습니다. 다음 단계로 Zhong은 서로 다른 희석 냉각기(dilution refrigerator)에 있는 두 큐비트를 1,000 kilometers의 감긴 케이블로 연결해 실제 연결성을 시험하고, 장거리 연결을 시뮬레이션하기 위해 세 번째 냉각기를 추가로 만들 계획입니다.