IBM Q System One:세계 최초의 완전 통합 양자 컴퓨터

컴퓨터는 단순해 보이지만 문제와 방정식을 보정하는 능력과 속도는 인간의 두뇌로는 달성할 수 없는 것입니다. 생각하는 것처럼 컴퓨터는 다양한 응용 프로그램을 제공하는 매체일 뿐만 아니라 단순히 계산기입니다. 컴퓨터에 명령을 내리면 해당 명령이 처리 장치에 전달됩니다. 그런 다음 원하는 결과를 제공하기 전에 로드, 처리 및 보정됩니다. 컴퓨터는 확실히 사람의 명령으로 실행되지만 명령을 처리하고 수동 오류의 가능성 없이 보정하는 능력은 기계를 우리보다 더 효율적으로 만드는 것입니다. 고전적인 컴퓨터는 오랫동안 우리의 실생활 계산에 도움이 되었지만, 기술 발전의 필요성과 기술 기반의 세계 사회 구축으로 인해 다양한 전문 분야에서 우리의 계산 문제에 대한 보다 진보된 솔루션에 대한 요구 사항이 높아졌습니다. 그리고 이러한 문제는 기존 컴퓨터로 보정하기에는 너무 어렵기 때문에 연구원들은 양자 컴퓨팅으로 눈을 돌렸습니다.

미국 컴퓨터 시스템 제조업체인 IBM은 최근 "세계 최초의 통합 양자 컴퓨팅 머신"이라고 주장하는 IBM Q System One을 공개했습니다. 큐시스템원이란? IBM이 이것과 관련되어 있는 것은 무엇입니까? 이것이 컴퓨팅 시스템의 미래에 무엇을 의미할 수 있습니까? "조금씩" 합시다.

간단한 양자 컴퓨팅

자, 여러분 모두 학교에서 이진수를 배웠죠? 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어? 벨이 울리나요? 고전적인 컴퓨터는 단어로 쓰여진 명령을 받아들이거나 이해하지 못합니다. 컴퓨터에서 수행하는 모든 작업은 0과 1로 구성된 이진 단위 형태의 정보로 메모리에 저장됩니다. 따라서 고전적인 컴퓨터는 모든 계산을 이진법으로 수행합니다. 이진 단위는 0 또는 1일 수 있으므로 컴퓨터가 처리하거나 수용할 수 있는 계산 복잡성의 범위도 제한됩니다. 특정 한계와 복잡성을 초과하는 정보를 처리하고 저장하는 알고리즘의 한계로 인해 컴퓨터가 달성할 수 없는 벤치마크가 항상 있습니다.

이것이 양자 컴퓨팅이 필요한 곳입니다. 양자 컴퓨팅은 양자 역학의 법칙에 따라 작동합니다. 여기서 과학은 원자보다 훨씬 작은 크기와 규모의 입자 문제에 대해 연구됩니다. 이러한 입자를 아원자 입자 또는 양자 입자라고 합니다. 이제 이 아원자 입자가 컴퓨터 비트라고 가정해 보겠습니다. 양자 컴퓨팅에서 컴퓨터가 수신한 정보는 더 복잡하고 작은 비트로 더 조작될 수 있습니다.

이것은 양자 얽힘이라는 현상에 의해 수행될 수 있습니다. 이진 비트를 서로 겹쳐서 연결, 쌍 또는 그룹화된 정보 비트를 형성합니다. 쌍을 이루는 비트는 이진 형식과 달리 둘 이상의 단일 상태로 존재할 수 있기 때문에 교정을 위해 더 복잡하고 복잡한 정보를 처리하는 경향이 있습니다. 서로의 속성에 따라 서로 얽힌 이러한 비트를 큐비트라고 합니다.

양자 컴퓨팅은 기본적으로 컴퓨터에 대한 연구를 소규모로 진행합니다. 양자 상태의 한 쌍의 이진 비트 0과 1은 중첩될 경우 4개의 구체화된 상태를 형성할 수 있습니다. 유사하게, 0과 1의 큐비트 3개는 8개의 다른 상태에서 쌍을 이룰 수 있습니다. 이제 수백 가지를 상상해보십시오. 그것은 우주의 입자 수를 초과하는 상태 쌍을 제공합니다. 이것이 양자 계산의 범위입니다.

양자 컴퓨팅이 우리에게 제공할 수 있는 것은 무엇입니까?

우리는 항상 주식 시장, 스포츠, 세계 또는 국가 경제, 의료 연구 및 날씨와 관련하여 수많은 예측을 듣습니다. 이러한 예측은 일상 생활의 결정을 이끌고 미래의 큰 부분을 형성합니다. 그러나 이러한 예측은 어디에서 얻을 수 있습니까? 계산. 특정 분야의 미래가 어떤 모습일지 결정하거나 추정하기 위해 들어오는 데이터와 수학적 알고리즘에 대한 정보를 실행하는 소프트웨어 및 컴퓨터 기계.

해류의 데이터는 내일 우리가 예상할 수 있는 날씨를 결정합니다. 병원의 MRI를 통해 의사는 환자에게 가장 적합한 치료법을 찾을 수 있습니다. 현재 대기업의 결정은 재무 분석가가 주가 차트를 조작하고 내일 경제의 형태를 바꿀 수 있도록 합니다. 그러나 여전히 지구상의 어떤 고전적인 컴퓨터나 두뇌의 능력으로는 이해할 수 없는 복잡한 계산 문제가 많이 있습니다. 양자 컴퓨팅은 우리가 알고 있는 계산 분석에 대한 고급 업그레이드가 될 수 있습니다. 날씨와 재정 상태는 그 어느 때보다 더 빨리 그 결과에 직면하게 될 것입니다.

의사와 외과 의사는 새로운 발견을 할 수 있고 의약 관리를 영원히 바꿀 수 있습니다. 우리는 모든 자원을 최적화하고 낭비를 완전히 제거할 수 있습니다. 계산 및 알고리즘의 수동 오류는 더 이상 존재하지 않습니다. 게다가 자연 자체가 아원자 입자의 속성에 따라 움직이기 때문에 자연의 발생과 그 현상을 해독할 수 있을지도 모릅니다.

컴퓨터 제조업체가 양자 컴퓨팅에 뛰어든 이유는 무엇입니까?

글쎄, 한 가지 이유는 독점을 확립하고 세계의 기술을 지배하는 경쟁이 될 수 있습니다. 우리가 살고 있는 기술 의존 사회에서 우리는 이미 일류 기술 기업과 국가에서 자금을 지원하는 기술 프로젝트에 우리 자신에 대한 많은 개인 정보를 제공했습니다. 그러한 기술을 실행하는 사람이 실제로 세계를 지배합니다. 양자 컴퓨팅은 인공 지능 다음의 미래 기술 중 차세대 기술입니다. 최고의 양자 분석 및 컴퓨팅을 제공하는 기업은 다양한 업무 분야와 관련하여 모든 종류의 기업, 정부 및 개인 데이터에 액세스할 수 있습니다. 해당 정보를 소유한 사람은 누구나 스스로 최선의 결정을 내릴 수 있는 권한을 가지며 무슨 일이 있어도 항상 최고를 유지합니다.

다른 것은 돈을 벌 수 있습니다. 모든 기업이 상업용 및 기업용 양자 컴퓨팅 서비스를 제공하는 것은 아니며, 실제로 실험적인 양자 컴퓨팅을 수행할 수 있는 단계에 도달한 기업은 소수에 불과합니다. 따라서 그러한 프로젝트를 개발할 수 있다면 투자자와 돈이 있는 다른 사람들을 환영해야 합니다. 또 다른 이유는 병렬 처리에 대한 연구와 우주 공간의 한계를 뛰어넘는 것입니다. 어떤 미친 과학자의 비전처럼 보이지만 이론상 큐비트와 양자 역학 이론이 우주 연구원과 나머지 세계에 아직 알려지지 않은 우주 공간의 개념을 배우고 해결할 가능성이 있을 수 있습니다.

동기는 끝이 없을 수 있지만 이와 관련하여 승리는 게임이 아니며 양자 컴퓨팅을 해결하려는 모든 플레이어는 이 연구와 기술적 성취에서 원하는 것이 무엇인지에 대해 매우 구체적이어야 합니다.

IBM과 양자 컴퓨팅에 대한 연구

IBM의 양자 컴퓨팅에 대한 첫 번째 벤처는 2016년 비즈니스 및 과학 분야에서 다양한 기업의 컴퓨팅 분석 기능을 개선하기 위한 산업 수준 이니셔티브인 IBM Initiative Q를 출시했을 때였습니다. IBM Q는 오류 없는 진단 및 분석을 통해 리소스 최적화를 달성하고 기계 학습에 대한 새로운 벤치마크를 설정하는 것을 목표로 시작되었습니다. 이 이니셔티브는 재무 결정을 개선하고 기업 수준에서 위험 관리 기술을 업그레이드하는 데 중점을 둡니다. 곧 IBM의 활성 양자 컴퓨팅 서비스 제공업체 지점으로 변모하여 클라우드를 통해 기업에 네트워크 액세스를 허용했습니다. 오늘날의 비즈니스 방식을 변화시키기 위해 노력하는 IBM Q는 양자 컴퓨팅을 촉진하는 다양한 조직과 교육 기관을 적극적으로 지원하며 현재 전 세계에서 기계 학습 및 컴퓨팅 분석의 주요 지지자가 되었습니다.

IBM Q System One:IBM의 양자 컴퓨팅 비즈니스로의 강력한 진출

2019년 1월, IBM은 자사의 새로운 IBM Q System One이 곧 기업용 컴퓨팅 용도로 출시될 것이라고 처음 발표했으며 마침내 이번 달에 공개되어 다양한 기술 연구원과 양자 역학 전문가를 끌어들였습니다. System One은 최대 5큐비트 정보의 분석 서비스를 제공하는 원래 Q에 대한 대규모 업그레이드입니다. 새로운 System One은 최대 20큐비트의 분석 서비스를 제공할 수 있습니다. 간단한 수학에서는 이전보다 5배 더 복잡한 문제를 계산할 수 있습니다. 양자 컴퓨팅의 최신 플레이어는 이미 CERN 및 Fermilab과 같은 기업을 클라우드를 통해 서비스를 사용하기 위해 가입한 잠재 고객으로 확보했습니다. 새로 설계된 시스템은 이전 시스템보다 더 빠른 속도로 재설정할 수 있으며 저온 유지 장치가 적절하게 유지 관리된다면 기업 문제에 대해 상당히 실현 가능한 솔루션을 제공할 수 있습니다.

IBM Q System One은 양자 컴퓨팅의 거대한 도약입니까?

IBM은 시스템 원을 출시하면서 가까운 장래에 금융 경제와 과학적 분석의 방향을 바꿀 수 있는 "세계 최초의 완전히 통합된" 양자 컴퓨터라고 주장했습니다. IBM은 System One이 모든 종류의 과학적 발견으로 이어지는 연구의 문을 열고 자원 최적화 및 엔터프라이즈 계획의 높은 목표를 달성할 수 있다고 주장합니다. 그러나 그 진술은 IBM의 최신 발명품의 기능에 대한 최종 판단에 도달하기 전에 많은 논의를 필요로 합니다. 양자 컴퓨팅은 양자 역학 및 양자 얽힘의 법칙에 의존합니다. 이러한 법칙은 아인슈타인과 슈뢰딩거와 같은 과학자들의 광범위한 연구 후에도 실험에서 진정으로 입증된 적이 없습니다. 다양한 이론이 여전히 양자역학의 많은 개념을 무시하므로 IBM은 System One으로 모든 것을 해결할 수 없었습니다. 둘째, IBM은 이를 통해 상업적 계산 분석의 과정을 바꿀 것이라고 주장하지만 이를 달성하기에는 너무 복잡합니다. 양자 컴퓨터는 아직 실험적인 결과만을 만들어냈고, System One도 마찬가지일 것입니다. 실제 산업 상황에서 구현이 실제로 가능한지 여부는 오랜 분석과 이론화의 문제입니다.

System One에 대해 말할 수 있는 것은 분명히 양자 컴퓨팅 연구 분야의 벤치마크가 될 것이며, 그 실험 결과는 양자 컴퓨팅 자체의 새로운 기능을 발견하기 위한 새로운 아이디어를 열 것이라는 것입니다. System One은 문제 해결사가 아니라 양자 분석의 도구와 기술을 더욱 개발하고 양자 컴퓨팅을 통한 성공적인 자원 최적화, 위험 분석 및 질병 진단을 달성하는 데 도움이 되는 연구원의 역할을 할 가능성이 가장 높습니다.

IBM Q System One이 궁극의 머신이 아닌 이유는 무엇입니까?

오늘날 우리가 보존하고 있는 기술로 이와 같은 기계를 유지 관리하는 것은 최고의 섬세함, 관리 및 적극적인 모니터링의 문제이기 때문입니다. 양자 컴퓨터는 영하 100도 이하의 동결 온도에서 유지되어야 합니다. 왜요? 양자 입자는 아주 작은 변동에도 왜곡되어 거의 정지 상태에서 분석해야 하기 때문입니다. System One은 상용으로 출시된 지 얼마 되지 않았기 때문에 이러한 왜곡에서 얼마나 버틸 수 있는지 모릅니다. 게다가 IBM은 실험적인 양자 기계 하나에 모든 것을 투자할 가능성이 가장 낮습니다. 즉, 다른 계획이 분명히 있습니다. 다음으로 큰 문제는 신뢰성입니다. 적절한 테스트 없이는 IBM조차도 상업용으로 100% 신뢰할 수 있다고 주장할 수 없습니다. 이것이 System One의 초기 사용이 실험적일 뿐이고 결과의 신뢰성과 관련하여 IBM이 기업에 서명할 의무가 없는 이유입니다.

퀀텀 컴퓨팅은 IBM의 재정적 미래를 위한 좋은 단계입니까?

솔직히 말해서 100년이 넘은 회사라면 어떤 일을 하기 전에 재무적 미래가 가장 중요한 관심사가 아닐 것입니다. IBM은 혼자가 아니라 모든 종류의 국제 조직의 연구원, 아키텍처 전문가 및 디자이너의 도움을 받아 IBM Q System One을 개발했습니다. 그렇게 했다면 자신이 하고 있는 일과 IBM Q System One의 잠재적인 미래를 위해 무엇을 해야 하는지 확실히 알고 있습니다. IBM은 미래에 그러한 서비스의 양자 컴퓨팅 및 상용화가 가져올 수 있는 결과를 알고 있습니다. 이 회사는 최근 모바일 기술과 웹 서비스와 같은 최신 기술 제품과 서비스를 통해 판매를 유치하는 데 실패했습니다. 이 모든 가운데 실험 기술에 연구, 지식, 자금 및 미래 지분을 투자하는 것은 IBM에게 시행착오가 될 수 없습니다. IBM은 이미 수백만 또는 수십억 개의 상업 거래를 하고 있으며, 통합 인공 지능의 잠재력을 지닌 양자 컴퓨팅은 IBM의 수익 창출 전략의 방향을 바꿀 수 있습니다.