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양자컴퓨터로 시간 역행 구현, 열역학 제2법칙 도전

모스크바 물리기술대, 2·3큐빗 시스템서 열역학적 시간 화살 역전

러시아 모스크바 물리기술대(MIPT) 연구진이 열역학적 시간의 화살(엔트로피 증가 방향)과 반대 방향으로 진화하는 양자 상태를 2큐빗과 3큐빗 양자컴퓨터에서 구현했습니다. 양자컴퓨터 정밀도 향상과 오류·잡음 감소에 활용 가능합니다.

4단계 실험 프로토콜

  1. 질서(Order): 각 큐빗을 기초 상태(0)로 초기화
  2. 열화(Degradation): '진화 프로그램'으로 큐빗 상태를 0/1 중첩 상태로 변화(혼돈 증가)
  3. 시간 역전(Time Reversal): 본 연구 개발 알고리즘으로 양자컴퓨터를 혼돈에서 질서로 역진화
  4. 재생(Regeneration): 진화 프로그램을 다시 실행해 큐빗 상태를 과거로 되돌림

결과와 의의

2큐빗 시스템은 85% 확률로 초기 상태 복원, 3큐빗은 50% 성공(현 양자컴퓨터 결함 탓). 더 발전된 양자컴퓨팅 기술로 오류율 감소 기대. 이 시간 역전 알고리즘으로 양자컴퓨터 소프트웨어 테스트와 오류 감소에 활용 가능합니다. 다만 현재는 O(N) 기본 게이트로 순차 처리 중이라 양자 병렬성 완전 활용 여부가 다음 과제입니다.

참조: arXiv:1712.10057 | MIPT

산업기술

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