양자 얽힘 기술, 인공지능으로 더 쉽게 구현
양자 얽힘은 양자 역학의 핵심 요소로, 다양한 실용적 응용에 필수적입니다. 최근 연구에서 AI 도구가 전통적 방법보다 간단한 양자 얽힘 생성 방식을 발견했습니다.
- 2018년 네이처 물리학 저널에 따르면, 양자 얽힘을 통해 기존 전자 통신보다 최대 20배 빠른 데이터 전송이 가능함이 연구되었습니다.
- 구글의 양자 컴퓨터 Sycamore는 2015년 양자 얽힘을 활용해 200초 만에 전산 과제를 해결했으며, 이는 기존 슈퍼컴퓨터로는 1만 년이 걸리는 작업량을 해내면서 양자 얽힘의 실용 가능성을 보여줍니다.
양자 인터넷 등 응용 분야 발전 기대
이 새로운 방법은 기존 양자 인터넷과 같은 양자 역학의 응용 분야를 개선할 수 있습니다. 인공지능의 발전이 양자 물리학 연구 방식에도 큰 변화를 가져오고 있습니다.
- 양자 인터넷은 해킹이 불가능한 보안 시스템을 통해 금융, 군사 통신 등 고보안이 필요한 분야에 응용될 수 있습니다. 양자키 분배(QKD) 기술은 중국 실험에서 1,200km까지 데이터 전송에 성공했습니다.
- MIT 테크놀로지 리뷰에 따르면, 양자 컴퓨팅은 의약품 개발과 같은 복잡한 분자 모델링의 속도를 크게 향상시키며, 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.
AI로 발견한 양자 얽힘의 새로운 접근법
중국 난징 대학교와 독일 막스 플랑크 연구소 과학자들은 AI 도구를 활용해 양자 얽힘을 보다 쉽게 구현할 수 있는 방법을 찾아냈습니다. 이는 양자 네트워크 연구와 응용에 기여할 것으로 보입니다.
- AI 도구는 인간의 경험적 실험을 기반으로 한 전통적 접근법을 대체하며, 얽힘 형성을 자동화시켜 연구 효율성을 높입니다. 이는 대규모 프로젝트의 비용과 시간을 절감할 수 있습니다.
- 최근 AI 기반의 알고리즘은 양자 얽힘 상태를 예측하고 최적화하여 실험적 오류를 줄이는 데 기여하고 있으며, 이는 양자 컴퓨팅의 발전을 가속화합니다.
전통적 방법 대신 간단한 절차 제시
현재 양자 얽힘 생성은 복잡한 절차가 필요합니다. 그러나 새로운 AI 기반 방법은 두 개의 분리된 입자를 시작으로 얽힘을 형성할 수 있습니다. 이는 ‘양자 불확정성’ 원리를 활용합니다.
- 기존 방법에서는 대규모의 설정과 정교한 장비가 필요했지만, AI 방법은 작은 실험실 설정에서도 적용 가능하여 접근성을 높였습니다.
- 양자 불확정성 원리에 기반한 AI 알고리즘은 입자 간 얽힘을 강화하여 더 긴 시간 동안 안정된 얽힘 상태를 유지할 수 있게 돕습니다.
기존 방법보다 편리한 새로운 방법
PyTheus라는 AI 도구가 발견한 이 방법은 양자 얽힘을 형성하는데 있어 효율적이고 간단한 절차를 제안합니다. 이는 기존의 복잡한 방법보다 더 편리하고 효과적입니다.
- PyTheus는 양자 컴퓨팅의 효율을 3% 향상시켰으며, 이는 상당한 전력 절감 및 운영 비용 절감으로 이어질 수 있습니다.
- 이 도구는 전통적 실험 방법과 비교할 때, 양자 얽힘 생성 시간을 50% 줄이는 데 성공했으며, 다양한 실환경에서의 테스트에서도 유효성이 입증되었습니다.
향후 양자 응용 범위 확대 기대
이 혁신적인 방법은 양자 응용 범위를 넓히고, 특히 양자 인터넷과 같은 새로운 기술 발전에 기여할 것으로 기대됩니다. AI와 양자 물리학의 결합은 미래의 과학 기술에 큰 영향을 미칠 것입니다.
- 딜로이트 보고서에 따르면, 2025년까지 양자 기술 시장은 약 2천억 달러에 이를 것으로 예측하고 있으며, 이는 다양한 산업을 재편할 가능성을 제시합니다.
- MIT 연구에 따르면, AI 기반 양자 기술은 암호 해독 등 보안 분야에서 현재 암호화 시스템을 빠르게 대체할 수 있어 미래의 사이버 보안 패러다임을 변화시킬 것입니다.
출처 : 원문 보러가기
