뉴스

공지 기사2023/03/24

양자 컴퓨터를 사용할 수있는 "바카라 사이트 주소 Computation Cloud Service"
-최초의 국내 초전도 바카라 사이트 주소 컴퓨터 관련 -

Nakamura Yasunobu, Riken (Riken), Kikuchi Katsuya Research Group의 수자기 컴퓨터 연구 센터 센터, Nakamura Yasunobu로 구성된 공동 연구 그룹, Kikuchi Katsuya Research Group의 센터, National Institute of Advanced Instit Katsuhiro, Osaka University의 기본 공학 대학원, 양자 정보 및 양자 생명 연구 센터의 이사, Fujii Keisuke 부사장 (기본 공학 대학원 교수, Riken 바카라 사이트 주소 Computation Theory Expertion 팀의 팀 리더), Fujitsu Limited의 바카라 사이트 주소 Research Institute의 이사 및 특수 연구원 Tokunaga Hiromi, Computer & Data Science of Nippon Co Ltd, 2023 년 3 월 27 일바카라 사이트 주소 컴퓨터[1]클라우드에 게시되며 외부에서 사용하기 시작합니다

이 연구 결과는 국내 바카라 사이트 주소 컴퓨팅 플랫폼의 사용 확대에 기여할 것입니다

바카라 사이트 주소 역학의 기본 원리를 정보 과학 및 정보 처리 기술에 적용하기 위해 계산, 커뮤니케이션 및 측정과 같은 기술을 전 세계적으로 바카라 사이트 주소 정보를 처리하는 기술 분야에서 수행하고 있습니다 Riken은 2021 년에 바카라 사이트 주소 컴퓨터 연구 센터를 설립했으며 현재 바카라 사이트 주소 계산을 수행하는 바카라 사이트 주소 컴퓨터의 연구 및 개발을 수행하고 있습니다

이번에는 공동 연구 그룹이 바카라 사이트 주소 컴퓨터를 사용하여 바카라 사이트 주소 컴퓨팅 플랫폼을 구축하는 한 단계가 될 것입니다초전도 방법[2]를 사용하여 최초의 국내 바카라 사이트 주소 컴퓨터를 준비했습니다 또한이 장치를 사용하여 인터넷을 통해 외부에서 사용할 수있는 클라우드 서비스를 시작했습니다 당분간 사용자는 Riken과의 공동 연구 계약을 통해 사용 절차를 수행합니다

이 "바카라 사이트 주소 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

요약 다이어그램

Riken에서 개발 된 초전도 바카라 사이트 주소 컴퓨터

배경

바카라 사이트 주소 역학은 20 세기 초에 태어 났기 때문에 물리학의 기본 이론으로서 광범위한 과학 분야의 개발에 기여했습니다 특히,바카라 사이트 주소 중첩[3],바카라 사이트 주소 Entanglement[3]와 같은 독특한 현상 현대 과학 기술 개발의 필수 요소가되었습니다 그러나 20 세기 말부터 빠르게 발전 해 온 바카라 사이트 주소 정보 과학의 관점에서 인류는 아직 바카라 사이트 주소 역학을 완전히 활용하지 못했습니다 따라서 바카라 사이트 주소 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

Cai Zhao Shen 박사 (현재 바카라 사이트 주소 Computer Research Center의 초전도 정량 시뮬레이션 연구 팀 리더)가 이끄는 거시적 양자 일관성 연구 팀은 2001 년에 설립되었으며, 양자 정보 과학과 관련된 연구가 시작되었습니다 그 후, 다양한 연구자들이 연구 개발에 참여했으며 2021 년에는 Nakamura Yasunobu 박사의 양자 컴퓨터 연구 센터로 발전했습니다

바카라 사이트 주소 Computer Research Center는 초전도 방법을 사용하여 양자 컴퓨터를 수행 할뿐만 아니라 Furusawa Akira 박사 (Dr 바카라 사이트 주소 Computer Center의 부국장 및 Dr Tarucha의 팀 리더)가 작업하고있는 다양한 물리 시스템을 포함하여 하드웨어 연구를 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 년에, 우리는 Fujitsu Ltd와의 협력을 통해 양자 컴퓨터 연구 센터 내에 "Riken RQC-Fujitsu Collaboration Center"를 설립했습니다 두 사람이 보유한 컴퓨팅 및 양자 기술에 대한 지식을 통합하여 연구 및 개발에 대한 바카라 사이트 주소 Computers를 발표하기 위해 연구 및 개발에 대한 연구 및 개발 중심에 대한 Quancontucting Computers를 발표했습니다 또한 이번에 출시 될 초전도 양자 컴퓨터에도 사용되고 있습니다

 

연구 방법 및 결과

이번에 출시 될 초전도 바카라 사이트 주소 컴퓨터에서바카라 사이트 주소 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 큐브는 인접한 큐브를 연결하는 "중간 커플 링"으로 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

그림 1 64 바카라 사이트 주소 비트 통합 회로 칩
(왼쪽) 바카라 사이트 주소 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 바카라 사이트 주소 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

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

그림 3 바카라 사이트 주소 비트 제어 장치
전자 ​​레인지 신호 발진기 및 수신기로 구성된 양자 비트 제어 장치 이 64 쿼트 큐 비트 컴퓨터에서, 바카라 사이트 주소 계산은 96 개의 입력 배선과 16 개의 출력 배선을 사용하여 제어 및 판독 값을 사용하여 수행됩니다

이번에는 Riken이 "바카라 사이트 주소 컴퓨팅 클라우드 서비스"를 제공 하여이 초전도 바카라 사이트 주소 컴퓨터가 어디서나 사용할 수 있도록합니다 (그림 4) 모든 연구원 또는 엔지니어는 바카라 사이트 주소 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 바카라 사이트 주소 컴퓨터에 작업을 보내고 계산 결과를받을 수 있으며 협업 연구의 목적과 동일한 방식 인 경우 초전도 바카라 사이트 주소 컴퓨터를 사용할 수 있습니다

그림 4

그림 4 초전도 바카라 사이트 주소 컴퓨터를위한 사용자 액세스 개념 다이어그램
등록 된 사용자를 인증하고 웹 인터페이스에서 작업을 보내고받습니다

공동 연구 그룹은 현재 더 많은 큐 비트로 바카라 사이트 주소 계산 작업을 가능하게하기 위해 희석 된 냉장고 내부의 배선 밀도 (그림 5)의 밀도 증가를 포함하여 추가 시스템을 개발하고 있습니다 또한 초전도 바카라 사이트 주소 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

바카라 사이트 주소 Computing Cloud Service의 릴리스를 통해 바카라 사이트 주소 Computing Research 및 Corporate Developers는 양자 컴퓨터 연구 및 개발을 더욱 가속화 할 것입니다

그림 5

그림 5 64 Qubit Superconducting 바카라 사이트 주소 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

미래를위한 희망

바카라 사이트 주소 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 바카라 사이트 주소 Calculation[6]의 실현을 탐구 할 것입니다

그림 6

그림 6 미래의 큐 비트 통합 회로의 이미지
평면에서 4 개의 큐 비트로 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

추가 설명

[1] 바카라 사이트 주소 Computer
바카라 사이트 주소 물리학의 원리에 따라 계산을 수행하는 컴퓨터 전통적인 컴퓨터 (클래식 컴퓨터)에서는 발견되지 않은 바카라 사이트 주소 중첩 및 바카라 사이트 주소 얽힘을 활용함으로써 분자의 전자 상태와 같은 바카라 사이트 주소 행동을 효율적으로 시뮬레이션 할 수 있으며 다양한 문제는 고속으로 해결할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
[2] 초전도 방법
초전도 재료를 사용하여 전자 회로에서 Josephson Junction이라는 터널 접합 요소를 사용하여 큐 비트를 실현하는 바카라 사이트 주소 컴퓨터 시스템 Qubit의 "0 및 1"을 나타내는 에너지 차이가 ​​있기 때문에, 열 소음을 억제하기 위해 희석 된 냉장고에서 매우 낮은 온도 (약 -273 ° C)로 냉각해야합니다[참조로 돌아 가기]
[3] 바카라 사이트 주소 중첩, 바카라 사이트 주소 얽힘
바카라 사이트 주소 중첩은 여러 상태가 우리의 일상적인 규모 감각과 호환되지 않는 상태에서 동시에 존재하며 바카라 사이트 주소 물리학의 세계에 고유 한 효과로 복잡한 가중치를 가질 수 있다는 사실을 말합니다 바카라 사이트 주소 얽힘은 얽힘으로도 알려져 있으며 바카라 사이트 주소 중첩과 함께 발생하는 고유 한 상관 관계입니다[참조로 돌아 가기]
[4] 바카라 사이트 주소 Bit
바카라 사이트 주소 정보 매체의 가장 작은 단위 전형적인 디지털 회로에서 비트는 "0 또는 1"상태를 취하는 반면, 큐 비트에서는 바카라 사이트 주소 중첩 상태를 "0 및 1"으로 취할 수 있습니다 0과 1의 정보는 복잡한 가중치로 겹쳐 질 수 있으며, 하나의 큐 비트의 상태는 구의 중심에서 구의 지점을 가리키는 화살표로 개략적으로 표현 될 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
[5] NISQ
소음으로 인한 계산 오류를 수정할 수없는 중소형 바카라 사이트 주소 컴퓨터의 일반적인 용어 변형 바카라 사이트 주소 알고리즘과 같은 응용 분야를 통해 가까운 시일 내에 실질적으로 사용될 것으로 예상됩니다 NISQ는 시끄러운 중간 규모 바카라 사이트 주소 컴퓨터를 나타냅니다[참조로 돌아 가기]
[6] 오류 수정/오류 저항 바카라 사이트 주소 계산
기존 컴퓨터도 오류를 유발하지만 계산 중간에 오류를 수정하는 기능이 있습니다 바카라 사이트 주소 컴퓨터의 경우, 오류를 수정하면서 바카라 사이트 주소 계산을 수행 할 수 있습니다 다중 큐 비트 사이에 바카라 사이트 주소 얽힌 상태를 생성함으로써, 하나의 큐 비트에 대한 정보가 표현되고, 얽힌 큐 비트 사이의 교란을 감지함으로써, 바카라 사이트 주소 정보를 깨지 않고 오류 보정이 수행된다 큐 비트 제어 중에 발생하는 오류 확률을 수정하고 전체 바카라 사이트 주소 컴퓨터에서 읽히고 계산 프로세스 중에 발생하는 오류의 영향을 누적하지 않고도 대규모 보정을 수행하는 바카라 사이트 주소 계산을 오류 방해 바카라 사이트 주소 계산이라고합니다 실제 척도 계산을 수행하려면 오류로부터 보호 된 수백만에서 1 억 쿼트를 사용해야한다고 믿어집니다[참조로 돌아 가기]
 

공동 연구 그룹

Riken 바카라 사이트 주소 Computer Research Center
센터 ​​디렉터 나카무라 야스 노부
(초전도 바카라 사이트 주소 전자 연구 팀의 팀 리더)
부통령 이사 Man Shinichi (Yorozu Shinichi)
초전도 바카라 사이트 주소 전자 연구 팀
연구원 Tamate Shuhei
고급 기술 직원 Kusuyama Koichi
초전도 바카라 사이트 주소 전자 공동 협력 연구소
Unit Leader Abe Eisuke
초전도 바카라 사이트 주소 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
Kobe Frontier Research Center의 정보 및 커뮤니케이션 기술 연구소
초전도 ICT 실험실
Terai Hirotaka 감독 (Terai Hirotaka)
연구 기술자 Hishida Yuji
Osaka University 바카라 사이트 주소 Information and 바카라 사이트 주소 Life Research Center
센터 ​​디렉터 및 Kitagawa Masahiro 교수
(기본 공학 대학원)
부사장 겸 Fujii Keisuke 교수
(바카라 사이트 주소 Computer Research Center, Riken의 바카라 사이트 주소 Computation 이론 연구팀의 팀장, 기본 공학 대학원, 교수)
부사장 겸 부교수 Negoro Makoto
특별히 임명 된 부교수 Miyoshi Takefumi
(Etrees Japan Co, Ltd의 이사)
부교수 Saruwatari Shunsuke
(정보 과학 대학원 부교수)
특별히 임명 된 연구원 (풀 타임) Masumoto Naoyuki
Fujitsu Limited, Fujitsu Research Institute, 바카라 사이트 주소 Research Institute
Sato Shintaro 감독
Nippon Telegraph and Telephone Corporation Computer & Data Science Research Institute
특별 연구원 Tokunaga Yuuki
연구원 Suzuki Yasunari
 

연구 지원

이 연구는 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 광학 양자 도약 플래그십 프로그램 (Q-Leap) "Superconducting 바카라 사이트 주소 Computers (Principal Researcher : Nakamura Yasunobu) 보조금 번호 JPMXS0118068682"(Nakamura Yasunobu)의 R & D를 기반으로합니다 Telegraph and Telephone Co, Ltdd, 도쿄의 의료 및 치과 대학, Toky University, Tohoku University, National Institute of Advanced Industrial 기술 연구소, 정보 및 통신 기술, Toshiba Co, Mitsubishi Electric Co, Ltd, NEC Corporation, Qunasys Co, Ltd Keisuke) 보조금 번호 이것은 일본 과학 기술 기관 (JST) Erato "Nakamura Macroscopic 바카라 사이트 주소 Machine Project (Research General : Nakamura Yasunobu) 및 공동 창작 현장 형성 지원 프로그램 (CoI-Next)의 보조금을 제공했습니다

이 문의 연락처

국립 선진 산업 과학 기술 연구소 국립 연구 및 개발 회사
홍보 부서 출판부
전화 : 029-862-6216 팩스 : 029-862-6212
이메일 : hodo-ml * aistgojp (사용하려면 @로 변경하십시오)