실용적인 문으로 들어선 양자 컴퓨팅

양자 컴퓨팅의 실용성을 시도하다

뉴저지의 벨 랩스에서 밥 윌렛은 증거를 보았다고 말합니다. 그는 손가락 끝 크기의 칙칙한 검은색 크리스털 직사각형을 안경 너머로 들여다봅니다. 가장자리에는 손으로 납땜 한 전선이 있고 표면에는 알루미늄의 미세한 지그재그가 있습니다. 그리고 칩의 중앙, 지름 1 마이크로미터도 안 되는 영역에서 윌렛은 비아 벨리 안 애니욘즈를 탐지했다고 보고 했습니다. 그가 옳다면 윌렛은 마이크로 소프트와 함께 일하는 사람보다 더 멀다는 의미입니다. 그리고 그의 소규모 연구실에서 그는 현재 작동한다면 세계 최초의 토폴로지 큐 비트를 구축할 준비를 하고 있습니다. "우리는 지금 과학에서 기술로 전환하고 있습니다."라고 그는 말합니다. 그의 노력에는 역사적 메아리가 있습니다. 그의 연구실 복도 아래에는 1947 년에이 사이트에서 만들어진 첫 번째 트랜지스터가 내부에 있는 유리 디스플레이 케이스가 있습니다. 윌렛의 장치는 마이크로소프트가 대부분 포기한 디자인 버전입니다. 회사의 프로젝트가 시작될 무렵, 프리드만과 그의 협력자들은 전자를 포획하는 초순수 갈륨비소 결정을 사용하여 토폴로지 큐 비트를 구축할 수 있어야 한다고 결정했습sl다. 그러나 4 년 동안의 실험에서 마이크로 소프트가 지원하는 물리학 연구소는 아벨이 아닌 사람들의 결정적인 증거를 찾지 못했습니다. 윌렛은 수년 동안 유사한 물리학에 대해 연구해 왔으며, 프리드만의 설계 논문을 읽은 후 스스로 시도하기로 결정했습니다. 2009 년과 2013 년 사이에 발표된 일련의 논문에서 그는 자신의 결정 기반 장치에서 중요한 입자를 발견했다고 보고했습니다. 하나의 결정이 액체 헬륨으로 1 켈빈 (-272.15 C) 미만으로 냉각되고 자기장을 받으면 그 중심에 전자 액체가 형성됩니다. 윌렛은 전극을 사용하여 가장자리 주변에 입자를 흐르게 합니다. 만약 그들이 중심에 있는 그들의 상대 주위를 순환하는 비 아벨 리안 애니 온이라면, 그들은 전체적으로 전자 액체의 위상 상태를 변화시켜야 합니다. 그는 흐르는 입자의 흐름에서 이론가들이 예측했던 떨림을 목격 한 여러 실험 결과를 발표했습니다. 그는 이제 큐 비트 디자인을 구축하는 단계로 넘어갔습니다. 그의 첫 번째 실험보다 훨씬 복잡하지 않습니다. 동일한 결정에 연속적으로 배치된 동일한 회로 중 두 개만 전자 액체를 연결하고 다음과 같은 양자 상태를 인코딩하고 읽을 수 있는 추가 전극이 있습니다. 전체적으로 전자 액체의 위상 상태를 변경해야 합니다. 그는 흐르는 입자의 흐름에서 이론가들이 예측했던 떨림을 목격 한 여러 실험 결과를 발표했습니다. 그는 이제 큐 비트 디자인을 구축하는 단계로 넘어갔습니다. 그의 첫 번째 실험보다 훨씬 복잡하지 않습니다. 동일한 결정에 연속적으로 배치된 동일한 회로 중 두 개만 전자 액체를 연결하고 다음과 같은 양자 상태를 인코딩하고 읽을 수 있는 추가 전극이 있습니다. 전체적으로 전자 액체의 위상 상태를 변경해야 합니다. 그는 흐르는 입자의 흐름에서 이론가들이 예측했던 떨림을 목격 한 여러 다른 실험의 결과를 발표했습니다. 그는 이제 큐 비트 디자인을 구축하는 단계로 넘어갔습니다. 그의 첫 번째 실험보다 훨씬 복잡하지 않습니다. 동일한 결정에 연속적으로 배치된 동일한 회로 중 두 개만 전자 액체를 연결하고 다음과 같은 양자 상태를 인코딩하고 읽을 수 있는 추가 전극이 있습니다. 0 초와 1 초입니다. 윌렛은 장치가 다른 누구도 복제할 수 없었던 그의 결과에 대한 회의론을 억제하기를 희망합니다. 마이크로소프트의 공동 작업자 인 찰리 마르쿠스는 윌렛이 "우리가 보지 못한 신호를 보았다"라고 말합니다. 윌렛은 마르쿠스와 다른 사람들이 장치를 너무 크게 만들고 특성에 중요한 차이가 있는 크리스털을 사용했다고 반박합니다. 그는 최근에 다른 연구자들이 사용하는 사양으로 만들어진 일부 장치를 테스트하여 이를 확인했다고 말했습니다. "그들이 작업하는 재료로 작업한 결과, 왜 그만 두 었는지 알 수 있습니다. 왜냐하면 그것은 엉덩이에 통증이 있기 때문입니다."라고 그는 말합니다. 윌렛이 토폴로지 큐 비트를 감지했다고 말하는 결정 중 하나입니다. 현재 프랑스 통신 회사 인 알카텔 루센트가 소유하고 있는 벨 랩스는 미국 전화 독점으로 도전받지 않은 ATT가 많은 연구자들이 원하는 모든 것을 할 수 있도록 했을 때보 다 작고 가난합니다. 윌렛의 방 중 일부는 올해 실험실의 전체 건물이 철거되었을 때 남겨진 먼지가 많고 흉터가 있는 땅을 내려다보고 있습니다. 그러나 오래전에 실험실보다 더 적은 인원으로 인해 필요한 장비에 쉽게 접근할 수 있다고 그는 말합니다. 그리고 알카텔은 그의 프로젝트에 더 많은 투자를 시작했습니다. 윌렛은 다른 물리학 자 3 명과 함께 일했지만 최근에는 수학자 및 광학 전문가와도 협력하기 시작했습니다. 벨 랩스 경영진은 적은 수의 큐 비트로 해결할 수 있는 문제의 종류에 대해 질문해 왔습니다. 상대적으로 큰 노력으로 확장되고 있습니다. 라고 그는 말합니다. 윌렛은 자신을 기업 경쟁자가 아닌 마이크로소프트 연구원의 학술 동료 로보고 있으며, 여전히 마이크로소프트 공동 작업자 및 기타 주요 물리학 자들을 산타 바바라로 데려 오는 프리드만의 연 2 회 심포지엄에 초대받습니다. 그러나 마이크로 소프트 경영진은 최근 회의에서 더 분명 해졌고, 그는 때때로 다른 회사에서 온 자신이 일을 어색하게 만들었다 고 느꼈습니다. 윌렛이 마이크로 소프트를 이기고 자신이 옹호해 온 아이디어가 효과가 있다는 것을 증명하는 것은 어색한 일이 아닙니다. 마이크로 소프트가 양자 컴퓨팅으로 가는 실용적인 길을 여는 것은 놀라운 일입니다. 컴퓨팅 사업에 종사하지 않는 회사가 소유하고 있는 시든 벨 연구소에게는 놀랄 일입니다.