전혀 양자가 아닐 수도 있는 혁명적인 양자 컴퓨터

클라이브 톰슨

Google은 수많은 컴퓨터—아마도 백만 대의 서버가 지구상에서 가장 빠르고 가장 강력한 인공 지능으로 결합되었을 것입니다. 그러나 지난 8월 Google은 NASA와 협력하여 검색 거대 기업의 가장 강력한 하드웨어를 획득했습니다. 확실히 가장 이상합니다.

Googleplex에서 몇 마일 떨어진 캘리포니아주 마운틴뷰의 NASA Ames 연구 센터에 위치한 이 기계는 말 그대로 높이 10피트의 블랙박스입니다. 대부분은 냉동고이며, 여기에는 일반적인 실리콘이 아닌 니오브 와이어의 작은 루프를 기반으로 하는 놀라운 단일 컴퓨터 칩이 포함되어 있으며 깊은 우주보다 150배 낮은 온도로 냉각됩니다. 상자의 이름과 상자를 제작한 회사의 이름이 한쪽 면에 SF 같은 커다란 글자로 적혀 있습니다: D-WAVE. 이를 제작한 회사의 경영진은 블랙박스가 세계 최초의 실용적인 양자 컴퓨터, 즉 획기적인 새로운 물리학을 사용해 지구상의 어떤 유사한 기계보다 더 빠르게 숫자를 처리하는 장치라고 말합니다. 만약 그들이 옳다면, 그것은 심오한 돌파구입니다. 문제는: 그렇습니까?

Google의 컴퓨터 과학자인 Hartmut Neven은 D-Wave에서 NASA와 협력하도록 상사를 설득했습니다. 그의 연구실은 현재 부분적으로 기계를 시험하고 문제를 제기하여 기계가 무엇을 할 수 있는지 확인하는 데 전념하고 있습니다. 활기차고 학술적인 언어를 구사하는 독일인 Neven은 최초의 성공적인 이미지 인식 회사 중 하나를 설립했습니다. Google은 Picasa에서 Google Glass에 이르는 프로젝트를 위한 컴퓨터 비전 작업을 수행하기 위해 2006년에 이 회사를 구입했습니다. 그는 목적지까지 가능한 여러 경로 중 가장 좋은 경로, 석유 시추에 적합한 위치, 제조 로봇의 효율적인 이동과 같은 많은 제약 조건이 있는 수학적 난제에 대한 솔루션을 찾는 최적화라는 계산 문제 범주에 대해 연구하고 있습니다. 최적화는 데이터를 활용하는 Google의 마법처럼 보이는 시설의 핵심 부분이며 Neven은 회사에서 사용하는 기술이 최고조에 달하기 시작했다고 말합니다. “그들은 그 어느 때보다 빠릅니다.”라고 그는 말합니다.

이로 인해 Google과 모든 컴퓨터 과학에는 두 가지 선택만 남았습니다. 더욱 크고 전력 소모가 많은 실리콘 기반 컴퓨터를 구축하는 것입니다. 아니면 다른 수백만 개의 기존 기계가 함께 작동하면 수년 동안 작동하더라도 결코 해낼 수 없는 작업을 즉시 수행할 수 있는 새로운 탈출구, 계산에 대한 근본적이고 새로운 접근 방식을 찾으십시오.

Neven이 희망하는 것은 양자 컴퓨터입니다. 일반적인 노트북과 Google을 구동하는 서버로 가득 찬 격납고(양자 과학자들이 매력적으로 "고전적인 기계"라고 부르는 것)는 계산에서 단일 숫자를 나타내는 1과 0 사이를 전환하는 "비트"로 수학을 수행합니다. 하지만 양자컴퓨터는 1과 0으로 동시에 존재할 수 있는 양자비트, 큐비트를 사용한다. 동시에 많은 숫자를 작동할 수 있습니다. 이것은 양자 컴퓨터가 터무니없이 빠른 속도로 계산할 수 있게 해주는 심야 기숙사 방 개념입니다.

전혀 양자 컴퓨터가 아닌 이상 말이죠. 양자 컴퓨팅은 너무나 새롭고 이상해서 D-Wave가 양자 컴퓨터인지 아니면 아주 기발한 고전 컴퓨터인지 완전히 확신하는 사람은 아무도 없습니다. 그것을 만드는 사람들조차도 그것이 어떻게 작동하고 무엇을 할 수 있는지 정확히 알지 못합니다. 그것이 바로 Neven이 자신의 연구실에 앉아서 매주, 매주 D-Wave와 대화하는 법을 참을성 있게 배우면서 알아내려고 노력하는 것입니다. 그가 퍼즐(다른 상자는 할 수 없지만 이 상자는 무엇을 할 수 있는지, 어떻게 할 수 있는지)을 알아낼 수 있다면 붐이 터질 것입니다. “이것이 바로 우리가 '양자 우월성'이라고 부르는 것입니다.”라고 그는 말합니다. "본질적으로 더 이상 기존 기계와 비교할 수 없는 것입니다." 한마디로 새로운 컴퓨터 시대가 될 것입니다.

그레고리 바버

아드리엔 소

매트 사이먼

줄리안 초카투

전직 레슬링 선수 캐나다 올림픽 대표팀 후보로 지명된 D-Wave 창립자 Geordie Rose는 가슴이 통통하고 회의적인 사람들을 땅에 박아버릴 준비가 되어 있는 것처럼 보이는 팔을 소유하고 있습니다. 내가 브리티시컬럼비아 주 버나비에 있는 D-Wave 본사에서 그를 만났을 때, 그는 덥수룩한 눈썹 아래 끈질기게 약간 눈살을 찌푸리고 있었습니다. “우리는 Intel, Microsoft, Google과 같은 회사가 되고 싶습니다.”라고 Rose는 말합니다. “완전히 새로운 유형의 기술과 생태계를 창출하는 1,000억 달러 규모의 주요 기업입니다. 그리고 내 생각엔 우리가 가까워진 것 같아. 우리가 하려는 것은 세계 역사상 가장 멋진 컴퓨터를 만드는 것입니다.”