# Google의 최첨단 양자(quantum) 칩, Willow

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## Metadata

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- Type: GN+
- Author: [neo](https://news.hada.io/@neo)
- Published: 2024-12-10T09:47:41+09:00
- Updated: 2024-12-10T09:47:41+09:00
- Original source: [blog.google](https://blog.google/technology/research/google-willow-quantum-chip/)
- Points: 12
- Comments: 1

## Summary

Google의 양자 칩 Willow는 오류율 감소와 성능 향상을 통해 대규모 양자 컴퓨터 구축에 기여하고, 기존 슈퍼컴퓨터로는 수십억 배 빠른 속도로 계산을 수행하여 양자 컴퓨팅의 잠재력을 입증했습니다. Willow는 양자 오류 수정에서 "임계 이하" 성과를 달성하고, 랜덤 회로 샘플링 벤치마크에서 최고의 성능을 기록하며 양자 우위를 입증했습니다. Willow는 상업적 응용 가능성을 열어 양자 알고리즘 개발과 AI 발전을 가속화할 것으로 기대됩니다.

## Topic Body

- Google이 새롭게 개발한 양자 칩 **Willow**는 **오류율 감소**와 **성능 향상**을 통해 대규모 양자 컴퓨터 구축에 한 발짝 더 다가섬  
- Willow는 기존 슈퍼컴퓨터로는 10제타년(10^25년)이 걸리는 계산을 단 5분 만에 완료하여 양자 컴퓨팅의 잠재력을 입증함.  
  
### 주요 성과 및 기능  
  
- **양자 오류 수정의 혁신**:  
  - 더 많은 큐빗을 사용하면서 오류율을 **지수적으로 감소**시키는 데 성공  
  - 양자 오류 수정에서 중요한 **"임계 이하(below threshold)"** 성과 달성  
  - 실시간 오류 수정 구현으로 안정성과 신뢰성 확보  
- **압도적인 계산 성능**:  
  - 랜덤 회로 샘플링(RCS) 벤치마크에서 **기존 슈퍼컴퓨터 대비 수십억 배 빠른 속도**로 작업 수행  
  - 105개의 큐빗으로 현재 최고의 양자 칩 성능 기록  
- **새로운 제조 공정**:  
  - 최첨단 제조 시설에서 설계 및 제작  
  - 개별 구성 요소와 시스템 통합의 품질을 모두 극대화  
  
### Willow의 기술적 진보  
  
#### 1. 양자 오류 수정  
- 큐빗 배열(3x3, 5x5, 7x7)로 점진적 테스트를 수행하며 오류율을 절반으로 줄이는 데 성공  
- "양자 시스템이 큐빗 수 증가에 따라 더 강력해지는" 성과를 입증  
  
#### 2. RCS 벤치마크  
- **랜덤 회로 샘플링**:  
  - 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터로 해결할 수 없는 작업을 수행할 수 있는지 검증  
  - Willow는 RCS에서 역대 최고의 성능을 기록하며 "양자 우위"를 입증  
  
#### 3. 설계 및 제조 품질  
- **T1 시간**(큐빗이 자극을 유지하는 시간) 약 100마이크로초로 5배 개선  
- 고품질 큐빗과 게이트 조합으로 시스템 전반의 성능 극대화  
  
  
### Willow의 가능성과 미래  
#### 상업적 응용 가능성  
- Willow는 "실용적이고 상업적으로 유용한" 양자 알고리즘 개발 가능성을 열었음  
- 다음 목표는 양자 컴퓨터가 실제 문제를 해결하는 **첫 유용한 계산**을 입증하는 것  
  
#### 양자 컴퓨팅과 AI의 시너지  
- AI 훈련 데이터 생성, 새로운 약물 발견, 에너지 효율적 배터리 설계 등에서 핵심 역할 기대  
- 양자 컴퓨팅의 확장성과 성능이 AI의 발전을 가속화할 것으로 전망  
  
Willow는 양자 컴퓨팅의 상업적 활용 가능성을 입증하며 과학, 에너지, AI 등 다양한 분야에서 혁신을 이끌어 갈 플랫폼으로 자리 잡을 것임.

## Comments



### Comment 32192

- Author: neo
- Created: 2024-12-10T09:47:41+09:00
- Points: 1

###### [Hacker News 의견](https://news.ycombinator.com/item?id=42367649) 
- 양자 컴퓨팅에 대한 중요한 발표임. 256비트 키를 사용하는 비양자 저항 알고리즘은 약 2500개의 큐비트가 필요함. 100개 이상의 큐비트를 안정적으로 보여주는 것은 많은 사람들이 불가능하다고 생각했던 것임. 양자 컴퓨팅은 많은 것을 변화시킬 수 있어 사람들이 이를 무시하려는 경향이 있음. AI와 데이터 보안이 크게 달라질 수 있음.

- API가 열렸으나 요청을 보내기 300ms 전에 응답이 돌아옴. 이를 처리하기 위해 `try{}`와 `predestined{}` 블록을 사용해야 하는지, 아니면 Bootstrap Paradox 라이브러리를 사용해야 하는지 고민 중임.

- 양자 계산이 여러 평행 우주에서 발생한다는 개념이 있음. 증거와 결론 사이에 많은 간극이 존재함. 양자 컴퓨팅 전문가들이 다른 우주의 용량을 빌려 계산한다고 생각하는지 궁금함.

- 다른 사람들이 이 발표의 중요성을 판단하기 위해 [Scott Aaronson의 블로그](https://scottaaronson.blog/)를 기다려야 하는지 궁금함.

- Willow가 5분 이내에 수행한 표준 벤치마크 계산은 오늘날 가장 빠른 슈퍼컴퓨터가 10세틸리언 년이 걸리는 계산임.

- 양자 계산이 여러 평행 우주에서 발생한다는 개념이 있음. 다른 우주에 엔트로피를 주입하는 것인지, 계산 시간으로 몇 개의 우주가 있는지 계산할 수 있는지 궁금함. 우리 우주의 양자 칩을 냉각해야 하는데, 다른 우주들은 어떻게 냉각하는지 궁금함.

- 양자 컴퓨팅의 수학적 기초를 엄격히 배우기에 좋은 시기임. [Quantum Formalism Academy](https://quantumformalism.academy/mathematical-foundations-fo...)에서 자율 학습 가능함.

- Willow에서 더 많은 큐비트를 사용할수록 오류가 줄어들고 시스템이 더 양자화된다는 주장은 매우 놀라운 주장임. 이는 양자 오류 수정의 역사적 경험과 모순됨.

- UCSB에서 Julian을 만났음. 그는 매우 똑똑하고 친절하며 외향적이었음. 그의 연구 발표를 보게 되어 기쁨.

- [Google Research 블로그](https://research.google/blog/making-quantum-error-correction...)에 따르면, 오류가 수정된 큐비트가 커질수록 기하급수적으로 더 좋아지는 첫 번째 양자 프로세서임. 이는 양자 계산의 확장 문제를 근본적으로 뒤집는 것임.