구글은 그들이 모의 양자 재료 임무 중 두 가지 진전을 밝혔다.첫째는 1차원 시스템에서 전류나 전기전도처럼 전자 특성을 정확하게 계산하고, 둘째는 전자의 상호작용을 묘사한 Fermi-Hubbard 모델을 양자 프로세서에 매핑하는 방식이다.두 연구는 양자 시스템을 대표하며 복잡한 시스템을 시뮬레이션할 수 있는 능력을 갖추고 있다.
제1항의 업무의 중점은 세도선과 같은 1차원 도체상의 전자적 특성을 시뮬레이션하는 것이다.연구진은 시카모어 프로세서에 18량 비트 사이클을 구축함으로써 매우 가는 도체를 시뮬레이션했다.연구진은 금속 속 전자의 에너지와 동량을 묘사하는 도체의 전자 에너지 대역 구조(Band Structure)를 계산했다.구글은 이 18비트 알고리즘이 1,400개의 논리연산으로 구성돼 있지만 현재 디바이스에서는 1% 미만의 총 오차가 발생하고 있다고 밝혔다.
두 번째 진전에서는 전자의 상호작용에 초점이 맞춰졌다.입자 간의 상호작용은 새로운 현상을 발생시킨다. 고온의 초전도체나 스핀 전하가 분리되는 것 같다(Spin–Charge Separation).이런 유형의 행동을 포착하기 위해서는 가장 간단한 모델을 페르미허브바드(Fermi-Hubbard) 모형이라고 하는데, 금속 등의 재료에서 원자핵이 격자를 형성하고 전자가 격자 사이를 뛰어오르며 전류를 발생시킨다.이 시스템들을 정밀하게 시뮬레이션하기 위해서는 전자가 서로 다가올 때의 거부력도 고려해야 한다.
Fermi-Hubbard 모델에서는 전자의 점프율과 거부 강도의 두 가지 인자를 사용하여 이 물리적 현상을 계산하고, 연구진은 이 두 인자를 프로세서 양자위 메타에 매핑하여 전자 전하와 스핀 밀도를 시뮬레이션한다.연구진은 이들이 계산한 결과가 초전도체 양자위원의 시뮬레이션 양자재료의 기준이 될 수 있다고 언급했다.
비록 양자 프로세서의 연산 및 문제 해결 능력은 반드시 고전적인 방법보다 높다는 데 이견이 없다.그러나 이러한 공정 플랫폼이 실제로 사용되기 위해서는 현재의 고전적인 방법 이상의 연산 정확성을 제공해야 한다.구글의 첫 번째 실험에서는 양자 프로세서가 매우 높은 정확성을 보였고, 두 번째 연구에서는 연구진이 실제 전자 인터랙티브 모델을 양자 프로세서에 끼워넣는 것을 보여주었다.두 실험 결과는 양자 프로세서를 도와 고전 연산 수준을 뛰어넘는 목표를 달성하는 데 도움이 된다.
출처: 십륜망
