양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 뛰어난 처리 능력을 갖춘 최첨단 기술로 여겨집니다. 하지만 가장 큰 역설은 이 수백만 달러짜리 기계가 한 번에 한 명의 사용자만 처리할 수 있다는 것입니다. 즉, 값비싼 하드웨어 리소스의 대부분이 낭비되고, 사용자들은 각각의 작은 작업을 처리할 차례를 기다리며 "줄을 서야" 합니다.
최근 미국 컬럼비아 대학교 연구진은 HyperQ라는 획기적인 솔루션을 발표했습니다. 이 솔루션은 양자 컴퓨터가 여러 작업을 실행하여 여러 사용자가 동일한 장치에서 동시에 접근하고 처리할 수 있도록 하는 시스템입니다. 클라우드 컴퓨팅에서 널리 사용되는 자원 공유 모델이 실제 양자 컴퓨팅에 성공적으로 적용된 것은 역사상 처음입니다.
HyperQ는 미들웨어 계층 역할을 하여 물리적 양자 컴퓨터를 여러 개의 "양자 가상 머신"(qVM)으로 나눕니다. 이러한 qVM은 완전히 분리되어 서로 간섭하지 않고 여러 프로그램을 동시에 실행할 수 있도록 설계되었습니다. 지능형 스케줄링 알고리즘은 이러한 작업을 양자 칩의 가장 효율적인 영역에 할당합니다. 이는 클라우드 서버가 다중 사용자 환경에서 처리 리소스를 분배하는 방식과 유사합니다.
IBM의 실제 양자 인프라에 대한 이 팀의 실험은 인상적인 결과를 가져왔습니다. 사용자 대기 시간은 최대 40배 단축되었고, 동일한 시간 프레임에서 실행되는 양자 프로그램 수는 10배 증가했습니다. HyperQ는 속도 향상 외에도 양자 노이즈 영역을 자동으로 회피하여 정확도를 높였습니다. 양자 노이즈 영역은 계산 오류를 자주 유발하는 문제입니다.
놀라운 점은 HyperQ를 사용하면 프로그램을 다시 작성할 필요가 전혀 없고, 어떤 작업이 함께 실행될지 미리 알 필요가 없다는 것입니다. 덕분에 시스템이 유연하고 실제로 적용하기 쉽습니다.
전문가들은 이 기술이 양자 컴퓨팅의 상용화에 큰 활력을 불어넣을 수 있다고 말합니다. IBM, 구글, 아마존과 같은 인프라 제공업체는 추가 하드웨어 투자 없이도 더 많은 고객에게 서비스를 제공할 수 있으며, 이를 통해 비용을 절감하고 접근성을 확대할 수 있습니다. 한편, 특히 생물의학, 신소재, 에너지 분야의 연구자들은 양자 자원에 빠르고 지속적으로 접근할 수 있는 능력으로부터 직접적인 혜택을 누릴 수 있을 것입니다.
개발팀은 이 시스템을 여러 새로운 양자 아키텍처와 호환되도록 확장하여 제조업체에 관계없이 모든 유형의 양자 컴퓨터에서 리소스를 공유할 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있다고 밝혔습니다.
HyperQ는 양자 컴퓨팅을 실험실 밖으로 끌어내어 실리콘 이후 시대의 실제 컴퓨팅 인프라로서의 역할에 한 걸음 더 다가가는 데 중요한 진전으로 여겨진다.
출처: https://khoahocdoisong.vn/may-tinh-luong-tu-dau-tien-chay-da-nhiem-thanh-cong-post1553546.html
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