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GN⁺: 구글 윌로우라는 물건

 (scottaaronson.blog)
3P by neo 2달전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • Google의 Willow 양자 칩 발표에 대한 전문가 견해
    • Scott Aaronson : 계산 복잡도 이론 분야에서 저명한 컴퓨터 과학자로 저서 "스콧 애론슨의 양자 컴퓨팅 강의"가 있음
  • Q2B(Quantum 2 Business) 컨퍼런스 참석 중 Google Quantum 팀의 새로운 105큐빗 초전도 칩 "Willow" 발표에 참석했음
  • Willow 칩은 오류를 교정하는 서페이스 코드 큐빗과 대규모 양자 우월성 실험(Random Circuit Sampling)을 수행한 성과를 포함함
  • 발표는 Mountain View의 Computer History Museum에서 진행되었으며, 높은 기술 수준의 발표와 질의응답 세션으로 구성되었음

Google의 주요 성과와 과학적 의미

  • Willow 칩은 큐빗의 수를 2019년 이후 두 배로 늘리고 큐빗의 코히어런스 시간을 5배 증가시켰으며, 2-큐빗 게이트 정확도를 ~99.7%(Controlled-Z 게이트), ~99.85%(iswap 게이트)까지 향상시켰음
  • 서페이스 코드 크기를 3×3, 5×5, 7×7로 확장하며, 인코딩된 논리 큐빗이 더 오래 유지되는 현상을 발견
  • 이는 양자 오류 교정을 통한 안정적인 양자 컴퓨팅의 가능성을 보여주는 중요한 임계점으로 평가됨

Willow 칩의 제한점 및 향후 과제

  • Google은 완전한 오류 내성 큐빗을 정의하기 위해 다큐빗 연산에서 오류율을 10⁻⁶까지 줄이는 것이 필요하다고 명시
  • 현재 실험에서는 단일 인코딩된 큐빗만 생성했으며, 아직 다큐빗 연산 실험은 이루어지지 않음

양자 우월성 실험과 계산 시간

  • Willow를 이용한 새로운 양자 우월성 실험은 105큐빗과 40단계 게이트를 기반으로 수행되었음
  • 최신 시뮬레이션 알고리즘으로도 이 실험 결과를 고전적으로 검증하려면 최대 10²⁵년이 소요될 것으로 추정
  • 검증은 소규모 회로 결과를 기반으로 한 간접적인 방법으로 이루어짐

경쟁 기술과의 비교

  • 초전도 큐빗의 게이트 속도가 빠르지만, 트랩 이온 큐빗은 큐빗 이동과 높은 게이트 정확도를 제공
  • Willow는 Google이 경쟁자들에게 새로운 도전 과제를 제시한 사례로 평가됨

논쟁과 반응

  • 양자 컴퓨팅 회의론자 Gil Kalai는 Google의 주장을 신중하게 접근해야 한다고 언급하며, 기존의 양자 우월성 실험 데이터를 중심으로 반박
  • Google의 발표는 과장 없는 성과를 기반으로 이루어진 점에서 긍정적으로 평가됨

결론

  • Willow는 양자 오류 교정 및 대규모 양자 실험의 가능성을 입증하며, 대체로 긍정적인 평가를 받고 있으며 분야의 중요한 이정표로 인정받고 있음
  • 향후 Google과 다른 경쟁자들 간의 기술 발전 속도가 주목됨
  • 양자 컴퓨팅의 발전은 계속되고 있으며, 실험적 성과가 점점 더 나아지고 있음
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neo 2달전  [-]
Hacker News 의견

  • 소프트웨어 엔지니어로서 API를 소비하고 데이터베이스 행을 업데이트하는 것이 읽은 내용에 비해 유치하게 느껴짐. 양자 컴퓨터가 해결한 문제는 전통적인 컴퓨터로는 수조 년이 걸리지만, 양자 연구자 외에는 관심이 없음

    • 양자 연구자가 아닌 사람들이 관심을 가질 문제를 해결해주길 바람. 예를 들어, n=10인 여행 판매원 문제나 10자리 숫자 인수분해 같은 것
    • 현재 양자 컴퓨터는 상업적 핵융합과 같은 범주에 있음. "돌파구"는 많지만 결과는 없음
    • 암 연구자들은 "암을 치료할 수 있는 돌파구!" 발표는 거의 없지만 꾸준한 진전이 이루어지고 있음

  • 에버렛 다중우주론에 대한 주장은 비논리적이라고 생각함. 평행 우주가 같은 계산을 동시에 수행하고 있다면, 전체 우주에 대한 성능 향상이 어떻게 가능한지 의문임

  • 초전도 큐비트와 트랩 이온, 중성 원자, 광자 큐비트에 대한 질문을 받는다는 것이 웃겼음. 두 단어 이상 이해했다면 질문했을 것임

  • 일반적인 유용한 작업에서의 성능이 어디 있는지 궁금함. Shor 알고리즘으로 인수분해할 수 있는 가장 큰 숫자나 Grover 알고리즘으로 사전 이미지를 계산할 수 있는 가장 큰 해시가 무엇인지 알고 싶음

  • 하드웨어는 발전 중이지만, 양자 컴퓨터에서 실행할 알고리즘이 부족함. RSA를 깨는 데 유용한 Shor 알고리즘 외에는 없음

    • 양자 시뮬레이션이나 최적화에 유용할 수 있다는 막연한 아이디어만 있음
    • 내일 완전한 양자 컴퓨터가 있다면 무엇을 실행할지 모름. 공백 상태임
    • 양자 알고리즘의 돌파구가 유일한 희망임. 이 분야에서는 진전이 거의 없음
    • Zapata Computing, 양자 알고리즘 분야에서 가장 잘 자금 지원받던 회사가 올해 문을 닫음

  • 관련 기사: Willow, Our Quantum Chip

  • "10^25년" 결과에 대한 가장 큰 경고는 Google이 충분히 주목하지 않았다는 점임. 이 양자 계산이 고전 컴퓨터로 시뮬레이션하는 데 ~10^25년이 걸린다는 이유로, 고전 컴퓨터가 양자 컴퓨터의 결과를 직접 검증하는 데도 ~10^25년이 걸림

    • 이 부분을 이해하지 못함. 설명이 필요함. 해결하는 데 오래 걸리지만 검증은 간단한 문제가 많음. 예를 들어, 매우 큰 소수의 곱으로 이루어진 큰 숫자의 인수분해 같은 것

  • 고전 컴퓨터가 양자 컴퓨터의 결과를 직접 검증하는 데 ~10^25년이 걸린다는 주장은 이해하기 어려움. 해결보다 검증이 훨씬 쉬운 문제가 많음. 왜 이런 접근법이 양자 컴퓨팅 주장 검증에 사용되지 않는지 의문임

  • 요약: 실제 결과임. 더 많은 큐비트가 더 오래 지속되는 것이 멋진 부분임. 나쁜 부분은 결과가 명시적으로 검증되지 않고, 추론을 통해서만 검증 가능함

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