구글은 자사의 양자 프로세서를 이용한 실험에서 양자 초월성을 달성했다고 밝혔다.
54 큐비트를 가진 풀 프로그래머블 프로세서 Sycamore를 이용하여 행해진 실험에서 고전적인 컴퓨터에서는 현실적으로 해결이 어려운 계산을 가능하게 하는 양자 초월성을 달성했다고 밝힌 것.
양자컴퓨터는 랜덤 양자회로를 실행하면 비트열이 생성되는데 이를 계속 반복하면 자간섭에 의해 특정 비트열이 발생하기 쉬워진다. 고전적인 컴퓨터로 이러한 조작을 행하는 경우 양자비트나 게이트 사이클이 증가함에 따라 계산량이 방대해져 발생하기 쉬운 비트열을 찾는 것이 지수 함수적으로 어려워진다.
실험에서는 우선 양자 회로의 깊이를 일정하게 유지한 상태에서 12~53큐비트의 여러 회로를 실행했다. 고전적인 컴퓨터에 의한 양자컴퓨터의 시뮬레이션을 이용하여 성능을 검증함과 동시에 이론 모델과 비교하여 동작을 확인했다. 다음 깊이가 랜덤한 53큐비트의 회로를 시뮬레이션이 불가능 할때까지 실행했다.
슈뢰딩거-파인만 알고리즘(Schrödinger-Feynman algorithm)의 양자비트 수와 게이트 사이클 수의 함수를 이용해 추정한 결과 Sycamore이 200초의 계산을 실행하고 출력한 결과와 동등한 것을 현재 세계 최고 슈퍼 컴퓨터를 이용하여 시뮬레이션하려면 10000년 걸린다고 한다.
구글은 이것으로 양자 초월성을 달성했다고 밝힌 것으로 이에 대해 미국 IBM은 구글이 진행한 실험은 계산한 벡터를 보관하는 스토리지에 대해 언급되어 있지 않은 점을 지적했다. 현실적이지 않은 방대한 메모리만을 필요로 하는 환경에서 시뮬레이션이 이루어지고 있어 메모리와 HDD를 조합해 스토리지를 대폭 확대했을 경우 보다 빨리 계산을 시행할 수 있다고 밝혔다.
IBM은 메모리와 HDD를 조합해 같은 실험을 진행한 결과 2.5일에 실행할 수 있었기 때문에 구글의 이번 발표는 "양자 초월성을 달성했다"고 말하지 못하며 이 말이 넓게 오용되고 있는 결과라고 이의를 제기했다.
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