시몬스 재단 산하 플래티론 연구소와 보스턴 대학교의 연구진이 일반 노트북으로 양자 물리학 문제를 해결했습니다. 이는 이전까지 양자 컴퓨터가 필요할 것으로 여겨졌던 작업입니다. 연구팀은 텐서 네트워크를 사용해 수백 개의 얽힌 큐비트의 파동 함수를 압축했으며, 그 결과는 이론적 예측과 일치했습니다.
양자 컴퓨터가 필요했던 문제
많은 얽힌 큐비트의 거동을 시뮬레이션하는 것은 고전 컴퓨터에게 악명 높을 정도로 어려운 일입니다. 큐비트 수가 증가함에 따라 양자 상태를 설명하는 데 필요한 데이터 양은 기하급수적으로 폭발합니다. 수백 개의 큐비트의 경우, 그 데이터는 일반적으로 어떤 고전 기계의 메모리도 초과합니다. 그래서 이러한 시뮬레이션은 얽힘을 자연스럽게 처리하는 양자 컴퓨터의 몫으로 여겨졌습니다.
텐서 네트워크가 어떻게 가능하게 했나
계산 양자 물리학 센터의 연구팀은 텐서 네트워크라는 수학적 도구를 사용했습니다. 이 도구는 큰 양자 상태를 압축된 형태로 표현할 수 있습니다. 연구팀은 얽힘의 구조를 활용하여 파동 함수를 노트북 메모리에 들어갈 크기로 줄였습니다. 압축 과정에서 정확도는 손실되지 않았으며, 노트북의 출력은 이론적 예측과 정확히 일치했습니다.
노트북 결과의 의미
이 연구는 일부 양자 문제가 고전적 방법으로도 해결될 수 있음을 보여주며, 양자 하드웨어 없이도 해결 가능한 문제의 범위를 확장할 가능성을 제시합니다. 이것이 양자 컴퓨터가 쓸모없어진다는 의미는 아닙니다. 양자 컴퓨터는 여전히 큰 수의 인수분해나 특정 양자 시스템 시뮬레이션 같은 작업에서 탁월합니다. 그러나 특정 시뮬레이션의 경우, 잘 선택된 고전 알고리즘이 예상보다 더 많은 성과를 낼 수 있습니다.
연구진은 다음 단계를 발표하지 않았지만, 이 접근법은 다른 양자 시스템에도 적용될 수 있습니다. 이제 남은 질문은 양자 컴퓨터가 필요할 것으로 여겨졌던 문제 중 얼마나 많은 문제가 실제로 노트북에서 해결 가능할지입니다.
