Kikuchi Katsuya Research Group의 스피드 바카라 Computer Research Center의 이사 인 Nakamura Yasunobu, Kikuchi Katsuya Research Group의 이사, Nakamura Yasunobu로 구성된 공동 연구 그룹, Kikuchi Katsuya Research Group의 이사, The National Institute의 National Institute of Advanced Inctormations Instit Kitagawa Katsuhiro, Osaka University의 기본 공학 대학원, 양자 정보 및 양자 생명 연구 센터의 이사, Fujii Keisuke 센터 (Fujii Keisuke Center의 부사장, Riken 스피드 바카라 Computation Theory Research 팀의 팀장), Fujitsu Limited의 양자 연구소 (스피드 바카라 Research Institute of Fujitsu Limited) 및 특수 연구소 인 Tokunaga의 Computeri Hiromi의 스피드 바카라 Research Institute의 책임자) Telegraph and Thone Inc는 2023 년 3 월 27 일에 개최됩니다스피드 바카라 컴퓨터[1]클라우드에 게시되며 외부에서 사용하기 시작합니다
이 연구 결과는 국내 스피드 바카라 컴퓨팅 플랫폼의 사용 확대에 기여할 것입니다
스피드 바카라 역학의 기본 원칙을 정보 과학 및 정보 처리 기술에 적용하기 위해 계산, 커뮤니케이션 및 측정과 같은 연구는 스피드 바카라 정보를 처리하는 기술 분야에서 전 세계적으로 수행되고 있습니다 Riken은 2021 년에 스피드 바카라 컴퓨터 연구 센터를 설립했으며 현재 스피드 바카라 계산을 수행하는 스피드 바카라 컴퓨터의 연구 및 개발을 수행하고 있습니다
이번에는 공동 연구 그룹은 스피드 바카라 컴퓨터를 사용하여 스피드 바카라 컴퓨팅 플랫폼을 구축하는 한 단계가 될 것입니다초전도 방법[2]를 사용하여 최초의 국내 스피드 바카라 컴퓨터를 준비했습니다 또한이 장치를 사용하여 인터넷을 통해 외부에서 사용할 수있는 클라우드 서비스를 시작했습니다 당분간 사용자는 Riken과의 공동 연구 계약을 통해 사용 절차를 수행합니다
이 "스피드 바카라 Computing Cloud Service"는 대학을 포함한 국내 연구 기관과 회사 간의 협력을 통해 실현되었습니다 이 서비스는 국내 양자 정보의 연구 및 개발과 관련된 인적 자원을 개발할뿐만 아니라 인적 자원을위한 플랫폼 역할을하는 주요 정보 기술의 주요 원천 인 국내 산업의 발전으로 이어질 것으로 예상됩니다
Superconductive 스피드 바카라 컴퓨터가 Riken에서 개발되었습니다
스피드 바카라 역학은 20 세기 초에 태어 났기 때문에 물리학의 기본 이론으로서 광범위한 과학 분야의 개발에 기여했습니다 특히,스피드 바카라 중첩[3],스피드 바카라 Entanglement[3]와 같은 독특한 현상 현대 과학 기술 개발의 필수 요소가되었습니다 그러나 20 세기 말부터 빠르게 발전 해 온 스피드 바카라 정보 과학의 관점에서 인류는 아직 스피드 바카라 역학을 완전히 활용하지 못했습니다 따라서 스피드 바카라 역학의 기본 원리는 계산, 커뮤니케이션 및 측정 및 연구 개발과 같은 기술 분야에 적용되고 있으며 전 세계적으로 기존 기술에서 발견되지 않은 고급 성능을 발휘하고 있습니다
Riken은 또한 2001 년에 Cai Zhao Shen 박사 (현재 스피드 바카라 Computer Research Center의 Superconducting 스피드 바카라 Simulation 연구팀의 팀장)가 이끄는 거시적 양자 일관성 연구 팀을 시작했으며 스피드 바카라 Information Science와 관련된 연구가 시작되었습니다 그 후, 다양한 연구자들이 연구 개발에 참여했으며 2021 년에는 Nakamura Yasunobu 박사의 양자 컴퓨터 연구 센터로 발전했습니다
스피드 바카라 Computer Research Center는 초전도 방법을 사용하여 양자 컴퓨터를 수행 할뿐만 아니라 Furusawa Akira 박사 (Dr 스피드 바카라 Computer Center의 부국장 및 Dr Tarucha의 팀장), Dr Tarucha의 팀장, Dr Tarucha Systems의 팀장이 수행하고있는 다양한 물리 시스템을 기반으로 한 하드웨어 연구를 수행합니다 (반도체 양자 정보 장치 연구 팀 리더) 및 진공에서 원자를 사용하는 다른 방법 또한 양자 계산 이론, 양자 알고리즘 및 양자 아키텍처에 대한 소프트웨어 연구가 동시에 수행되고 있으며 양자 컴퓨터 분야에서 광범위한 연구 및 개발에 참여하고 있습니다
2021 년, 우리는 Fujitsu Corporation과 공동으로 스피드 바카라 Computer Research Center 내에 "Riken RQC-Fujitsu Collaboration Center"를 설립했습니다 우리는이 두 가지가 보유한 컴퓨팅 및 양자 기술에 대한 지식을 통합함으로써 2023 회계 연도에 산업 응용 프로그램을위한 초전도 양자 컴퓨터를 출시하기 위해 연구 및 개발에 관해 노력하고 있습니다이 협업 센터에서 얻은 지식은 이번에 발표 될 초전도 양자 컴퓨터에서도 사용되고 있습니다
이번에 출시 될 초전도 수량 컴퓨터에서스피드 바카라 비트[4]연속으로 정렬됩니다 이 장치에는 "2 차원 통합 회로"와 "수직 배선 패키지"의 두 가지 기능이 있습니다
2 차원 통합 회로에서, 4 개의 정사각형 정렬 큐브는 인접한 큐브를 연결하는 "Interqubit Couplings"로 연결됩니다 (그림 1의 오른쪽 상단) 또한 "읽기 공진기"및 "다중 판독 필터 회로"가 정사각형 내부에 배열됩니다 이 4 개의 큐 비트 기본 장치를 2 차원으로 배열함으로써 큐 비트 통합 회로를 만들 수 있습니다 이 64 쿼트 통합 회로는 16 개의 기능 단위로 구성되며 2cm 정사각형 실리콘 칩에 형성됩니다 (그림 1)
그림 1 64 스피드 바카라 비트 통합 회로 칩
(왼쪽) 스피드 바카라 계산을 수행하는 64 쿼트 2 차원 통합 회로 칩 이 디자인은 4 개의 큐빗으로 구성된 16 개의 기본 장치로 구성되며 초전도체 티타늄 질화물 필름은 Shines Golden입니다
(오른쪽 상단) 4 개의 큐빗으로 구성된 기본 장치의 개략도 스피드 바카라 비트는 4 개의 정사각형 모서리에 배열되며 읽기 회로가 중앙에 배치됩니다
(오른쪽 하단) qubit을 구성하는 Josephson 접합의 전자 현미경 사진
또한 개별 큐 비트를 제어하고 판독을 위해 배선을 처리하기 위해 노력해야합니다 Qubit과 동일한 평면에서 배선이 수행 될 때, 외부로 배선을 추출하기위한 측면의 길이는 칩에 배열 된 큐 비트 수와 비교하여 불충분합니다 따라서, 우리는 2 차원 평면에 배열 된 배선으로 배선이 칩에 수직으로 결합되는 수직 배선 패키지 방법을 채택했습니다 또한 배선을 한 번에 큐 비트 통합 회로 칩에 연결할 수있는 배선 패키지를 개발하고 있습니다 (그림 2)
이러한 독특한 "2D 통합 회로"및 "수직 배선 패키지"는 큐 비트 수를 쉽게 늘릴 수있는 고도로 확장 가능한 시스템 구성을 가지고 있습니다 이를 통해 기본 설계를 변경하지 않고 미래의 대규모 개발에 대응할 수 있습니다
그림 2 수직 배선 패키지
(왼쪽) 수직 배선의 개념 다이어그램 Qubit의 제어 및 읽기 배선은 신호 접점 프로브를 통해 칩에 수직으로 연결됩니다 마이크로파 신호는이 배선을 통해 전송되어 수신됩니다
(오른쪽) Qubit 통합 회로 칩이 설치된 배선 패키지
Qubit을 제어하기위한 신호는 전자 레인지 주파수 (8-9GHz)에서 진동하는 전압 펄스를 사용합니다 (그림 3) 그러나 각 큐 비트에 대해 서로 다른 주파수의 전자 레인지가 필요하기 때문에 공동 연구 그룹은 높은 정확도로 안정적인 위상 마이크로파 펄스를 생성 할 수있는 컨트롤러와 큐브트를 제어하는 데이를 사용하는 소프트웨어를 개발했습니다
그림 3 스피드 바카라 비트 제어 장치
전자 레인지 신호 발진기 및 수신기로 구성된 양자 비트 제어 장치 이 64 쿼트 큐 비트 컴퓨터에서, 스피드 바카라 계산은 96 개의 입력 배선과 16 개의 출력 배선을 사용하여 제어 및 판독 값을 사용하여 수행됩니다
이번에는 Riken이 "스피드 바카라 Computing Cloud Service"를 제공 하여이 초전도 컴퓨터가 어디서나 사용할 수 있도록합니다 (그림 4) 모든 연구원 또는 엔지니어는 양자 계산과 같은 연구 및 개발을 촉진하고 개발하기 위해 비상업적 사용을 신청할 수 있습니다 그러나 당분간 사용 절차는 Riken과의 공동 연구 계약을 통해 수행됩니다 Riken 이외의 클라우드 서버에 연결함으로써 사용자는 초전도 양자 컴퓨터에 작업을 보내고 계산 결과를받을 수 있으며 협업 연구의 목적과 동일한 방식 인 경우 초전도 양자 컴퓨터를 사용할 수 있습니다
그림 4 초전도 스피드 바카라 컴퓨터를위한 사용자 액세스 개념 다이어그램
등록 된 사용자를 인증하고 웹 인터페이스에서 작업을 보내고받습니다
공동 연구 그룹은 현재 더 많은 큐 비트로 스피드 바카라 계산 작업을 가능하게하기 위해 희석 냉장고 내부의 배선 밀도 (그림 5)의 밀도를 높이는 것을 포함하여 추가 시스템을 개발하고 있습니다 또한 초전도 스피드 바카라 컴퓨터NISQ[5]이를 응용 플랫폼의 테스트 베드로 제공하는 동안 사용자의 요구를 고려하여 공개 장치를 더욱 개선하기 위해 필요한 연구 및 개발을 계속 수행 할 것입니다
스피드 바카라 Computing Cloud Service의 출시를 통해 스피드 바카라 Computing Research 및 기업 개발자는 양자 컴퓨터 연구 및 개발을 더욱 가속화 할 것입니다
그림 5 64 Qubit Superconducting 스피드 바카라 컴퓨터를위한 희석 된 냉장고의 배선
64 큐 비트 통합 회로 칩이 중앙 원통형 자기 방패에 삽입되고 제어 및 판독 배선이 연결됩니다 작동 중에 칩 주변의 영역은 약 10mk (약 -273 ° C)로 냉각되어야하므로 전체 영역은 진공 절연 용기 안에 저장되어 희석 된 냉장고에 냉각됩니다
스피드 바카라 컴퓨터의 개발은 고체 장치의 첫 큐 비트 데모 이후 20 년 이상 진행되어 왔습니다 그러나 기존의 반도체 통합 회로를 사용하는 컴퓨터와 같이 어디서나 자유롭게 사용할 수 있기 전에 여전히 긴 개발 기간이 필요합니다 향후, 우리는 주요 기술로 고도로 확장 가능한 통합 회로 (그림 6)를 사용하여 100 큐 비트 및 1,000 큐 비트와 같은 이정표를 달성 할 계획입니다 또한, 대규모 양자 컴퓨터를 실현하고 미래에 구현하기 위해, 우리는 백만 큐브트의 양자 비트를 통합하는 기술을 개발할 것입니다오류 수정/오류 저항 스피드 바카라 Calculation[6]의 실현을 탐구 할 것입니다
그림 6 미래의 큐 비트 통합 회로의 이미지
평면에서 4 개의 큐빗으로 구성된 기본 장치를 주기적으로 배열함으로써 통합 큐브의 수를 증가시킬 수 있습니다 위의 다이어그램은 4 x 4로 배열 된 64 개의 큐 비트의 향후 예측을 보여 주어 1,024 큐 비트를 보여줍니다
Riken 스피드 바카라 Computer Research Center
Center Director Nakamura Yasunobu
(초전도 스피드 바카라 전자 연구 팀의 팀 리더)
부통령 이사 Man Shinichi (Yorozu Shinichi)
초전도 스피드 바카라 전자 연구 팀
연구원 Tamate Shuhei
고급 기술 직원 Kusuyama Koichi
초전도 스피드 바카라 전자 공동 협력 연구소
Unit Leader Abe Eisuke
초전도 스피드 바카라 계산 시스템 연구 단위
유닛 리더 인 Tabuchi Yutaka (Tabuchi Yutaka)
3D 통합 시스템 그룹, 장치 기술 연구 부서, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
Kikuchi Katsuya, 연구 그룹 책임자
정보 및 커뮤니케이션 기술 연구소, Future ICT Research Institute, Kobe Frontier Research Center
초전도 ICT 실험실
Terai Hirotaka 감독 (Terai Hirotaka)
연구 기술자 Hishida Yuji
Osaka University 스피드 바카라 Information and 스피드 바카라 Life Research Center
센터 디렉터 및 Kitagawa Masahiro 교수
(기본 공학 대학원)
부사장 겸 Fujii Keisuke 교수
(스피드 바카라 Computer Research Center, Riken의 스피드 바카라 Computation 이론 연구팀의 팀장, 기본 공학 대학원, 교수)
부사장 겸 부교수 Negoro Makoto
특별히 임명 된 부교수 Miyoshi Takefumi
(Etrees Japan Co, Ltd의 이사)
Saruwatari Shunsuke 부교수
(정보 과학 대학원 부교수)
특별히 임명 된 연구원 (풀 타임) Masumoto Naoyuki
Fujitsu Limited, Fujitsu Research Institute, 스피드 바카라 Research Institute
Sato Shintaro 감독
Nippon Telegraph and Telephone Corporation Computer & Data Science Research Institute
특별 연구원 Tokunaga Yuuki
연구원 Suzuki Yasunari
국립 선진 산업 과학 기술 연구소 국립 연구 개발 공사
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