미국 방위고등연구계획국(DARPA)에 따르면 최신 기술의 활용도를 확장하는 양자 컴퓨터 프로젝트의 2단계에 총 $920만 달러의 자금을 지원했다.더 많은 컴퓨팅 장치를 연결하도록 구성된 양자 컴퓨팅 시스템에 대한 추가 실험을 실행하기 위한 목적이다. 최적화 문제를 해결할 때 양자 정보 처리의 양적 이점을 입증할 수 있다.이 프로젝트는 조지아연구소(Georgia Tech Research Institute)의 주도로 진행되고 있다. 대부분의 양자 컴퓨팅 시스템은 자기 트랩(magnetic trap)을 사용해 이온을 분리한다.페닝 트랩(Penning trap)이라고 하는 트래핑 프로세스는 자기장과 전기장의 조합을 사용하여 양자 작업을 수행하는 2차원 이온 결정을 제한한다. 트랩은 부피가 크고 극저온으로 냉각되는 초전도 자석 대신 희토류 금속을 사용한다. 연구원들은 이미 18개월 동안  시행착오를 격으면서 10큐비트 길이의 이온 체인을 만들었다.이와 같은 체인에 양자 시스템을 수천 개 더 추가하면 컴퓨터가 더 정확한 솔루션을 계산할 수 있다. 프로젝트가 지금까지 유망한 것으로 입증됐지만 연구원들은 어려운 기술적 문제에 직면해 있다.예를 들어, 양자 시스템이 복잡할수록 "노이즈"로 인한 상당한 오류율이 발생할 가능성이 높다. 연구팀은 양자 시스템에서 노이즈를 최소화하는 최선의 경로를 매핑하고 있다. 이를 통해 더욱 더 향상된 양자 컴퓨터의 성능을 확보할 수 있을 것으로 전망된다.▲방위고등연구계획국(DARPA)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 양자컴퓨터 솔루션업체인 퀀텀컴퓨팅(Quantum Computing)에 따르면  양자 컴퓨팅 채택을 가속화하는 킥스타트(QikStart) 프로그램을 개발했다.선택된 참가자와 협력해 비즈니스의 미션 크리티컬 문제를 해결하기 위한 목적이다. 즉 비즈니스 파트너와 협력하여 양자 이점을 얻는 시간을 가속화할 계획이다.특히 프로그램에서는 제한적 최적화로 알려진 가장 복잡한 계산 문제를 해결하는 데 중점을 두고 있다. 예를 들면 공급망, 물류, 신약 발견, 사이버 보안, 운송 등과 같은 비즈니스에 중요한 애플리케이션을 최적화한다.이를 위해 양자 가속 플랫폼(quantum acceleration platform), 전문가 리소스 및 자금에 대한 액세스가 제공될 예정이다. 비 양자 프로그래밍 전문가를 위한 저렴하고 실용적인 솔루션이 제공될 수 있을 것으로 기대된다.▲ USA-QuantumComputing-Quantumcomputer▲퀀텀컴퓨팅(Quantum Computing)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 양자 소프트웨어 회사인 리버레인(Riverlane)에 따르면 시리즈(Series) A 펀딩으로 US$ 2000만 달러를 모금했다. 양자 컴퓨터용 운영 체제인 델타플로우(Deltaflow)를 구축하기 위한 목적이다.이 라운드는 유럽 기술벤처 캐피탈 펀드인 Draper Esprit가 주도했다. 또한 기존 투자자인 캠브리지혁신캐피탈(Cambridge Innovation Capital), 아마데우스캐피털파트너스(Amadeus Capital Partners) 및 캠브리지대(University of Cambridge)가 지원했다.양자 컴퓨터 산업이 발전함에 따라 소프트웨어가 견고한 기반 위에 구축되는 것이 중요하다. 리버레인의 델타플로우는 소프트웨어 개발자가 모든 유형의 양자 컴퓨터에 적절한 수준으로 액세스 할 수 있도록 한다.또한 델타플로우는 애플리케이션 및 양자 컴퓨터 하드웨어 개발을 위한 공유 언어를 제공한다. 지난 1년 동안 리버레인은 전 세계 양자 컴퓨터 하드웨어 제조업체의 20%가 델타플로우를 사용하도록 계약했다.이번 자금을 통해 미국, 유럽 등 국제적으로 확장할 계획이다. 리버레인은 유용한 양자 컴퓨팅에 더 빨리 도달하기 위해 필요한 모든 작업을 수행할 방침이다.이와 같은 노력을 통해 향후 리버레인의 델타플로우가 글로벌 표준이 될 수 있을 것으로 기대된다. 참고로 양자컴퓨팅은 4차 산업혁명을 고도화하는데 핵심 역할을 수행한다.▲ USA-Riverlane-Quantumcomputing▲ 리버레인(Riverlane)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

유럽 ​​최고 응용 연구기관인 프라운호퍼게젤샤프트(Fraunhofer-Gesellschaft)에 따르면 IBM과 독일의 양자 컴퓨팅 발전을 위한 협정에 서명했다.협업의 일환으로 IBM Q System One 양자 컴퓨터가 슈투트가르트(Stuttgart) 근처의 IBM 컴퓨터센터에 설치될 예정이다. 2021년초 가동될 예정이며 유럽 최초의 시스템이다.계약 조건에 따라 IBM은 프라운호퍼(Fraunhofer) 기술 지원 및 IBM 양자 컴퓨터시스템 사용에 대한 지원을 제공할 방침이다. 협력을 통해 기업 및 연구기관은 프라운호퍼 네트워크 하에서 독일과 미국의 IBM 양자 컴퓨터에 액세스할 수 있다.기술, 응용 시나리오 및 알고리즘을 연구하면서 지역 경제 및 과학에 대한 역량 개발 및 경쟁 우위를 창출하는 것이 목표이다.양자 컴퓨터는 미래의 핵심기술을 초기 단계와 결정적인 방식으로 구체화 하는데 이바지 할 것으로 예상된다. 이와 같은 양자 컴퓨터를 통해 교통, 공작기계, 통신, 건강관리, 금융 및 에너지산업 분야에서 방대한 연구 및 실험 기회를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.▲ USA-IBM-QuantumComputing systemOne▲ IBM Q System One 양자 컴퓨터(출처 : 홈페이지)

영국 브리스톨대(University of Bristol)에 따르면  덴마크 기술대(Technical University of Denmark)와 공동연구를 통해 두 컴퓨터 칩 사이에서 처음으로 양자 순간 이동을 달성했다.물리적 또는 전자적인 연결없이 한 칩에서 다른 칩으로 정보를 즉시 전송할 수 있었다. 이러한 종류의 순간 이동은 양자 얽힘(quantum entanglement) 현상에 의해 가능하다.양자 얽힘은 두 입자가 서로 얽혀서 장거리에서 통신할 수 있도록 한다. 한 입자의 속성을 변경하면 두 입자를 분리하는 공간의 양에 관계없이 다른 입자도 즉시 변경된다. 본질적으로 정보가 그들 사이에서 순간 이동된다.가설적으로 양자 순간 이동이 작동할 수 있는 거리에는 제한이 없다. 이는 아인슈타인 자신도 의문을 제기할 정도로 이상한 함의를 일으킬 수 있다.물리학에 대한 현재의 이해는 빛의 속도보다 빠른 속도로 이동할 수는 없지만 양자 순간 이동을 사용하면 정보가 속도 제한을 극복할 수 있는 것으로 보인다. 아인슈타인은 이를 “먼 거리에서 우스운 행동(spooky action at a distance)”이라고 불렀다.연구팀은 이와 같은 현상을 활용해 칩에 얽힌 광자 쌍을 생성한 다음 양자를 1로 측정했다.  양자 측정이 수행된 후 입자의 개별 양자 상태가 두 칩을 통해 전송된다.이 측정은 양자 물리학의 이상한 행동을 이용하여 얽힘 링크를 동시에 붕괴시키고 입자 상태를 이미 수신기 칩에 있는 다른 입자로 전달하는 것으로 분석된다.이전에는 단일 컴퓨터 칩의 서로 다른 부분 간에도 수행됐지만 두 개의 서로 다른 칩간 텔레포트는 양자 컴퓨팅의 주요 혁신으로 평가된다. 이 연구결과는 Nature Physics 저널에 발표됐다.▲ UK-BristolUniversity-QuantumComputing▲ 브리스톨대(University of Bristol)의 홍보자료(출처: 홈페이지)

미국 글로벌 기술기업인 IBM에 따르면 처음으로 연구소 외부에서 상업적으로 사용할 수있는 양자 컴퓨터를 출시했다.일반적으로 양자 컴퓨터는 한 번에 여러 프로세스를 수행할 수 있기 때문에 고전 컴퓨터보다 훨씬 빠른 것으로 알려져 있다. 병렬 처리를 하기 때문이다.양자 컴퓨터에서 큐빗(Qbit)은 일반적으로 광자, 원자, 이온 또는 전자 중 하나이며 컴퓨터 과학자는 제어장치로 제어한다. 이들 중 일부는 이온 또는 광학 트랩 또는 초전도 회로를 포함한다.큐빗은 깨지기 쉬운 특성 때문에 외부 세계와 격리돼야 하는 특정 환경에서 만들어져야 한다. 만약 양자계가 외부 세계와 간섭한다면 그것은 고전적인 상태로 다시 붕괴되고 고전적인 컴퓨터처럼 작동하게 된다.Q System One로 명명된 IBM의 양자 컴퓨터는 9피트 높이의 밀폐된 유리 용기에 설치돼 있다. 양자 시스템과 외부 세계 사이의 상호작용을 제한하기 위한 목적이다.밀폐된 유리 용기는 외부의 진동 간섭을 제거하기 위해 일련의 독립적인 알루미늄 및 강철 프레임을 사용해 제작되됐다.IBM의 Q System One은 20큐비트를 구비하고 있다. 그러나 고전적인 컴퓨터보다 더 우수한 성능을 얻기 위해서는 큐 비트의 수를 적어도 50 큐 비트까지 증가시켜야 한다.향후에는 고전적인 컴퓨터 보다 뛰어난 성능의 양자 컴퓨터가 상업적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 미국과 중국의 미래 과학기술 개발경쟁이 점점 치열해지고 있다.▲ USA-IBM-QuantumComputing-QsystemOne▲  IBM의 Q System One 홍보자료(출처 : 홈페이지)

중국 정부에 따르면 동부의 안후이(Anhui) 지방과 후베이(Hubei) 중심부를 연결하는 양자통신 네트워크의 확장이 진행 중이다. 정부는 주요 도시를 연결하는 최첨단 네트워크에 수십억 달러를 투자하고 있다.군대부터 연구기관에 이르는 정부기관과 필수기관이 양자통신 네트워크의 최고 보안성에 주목하고 있다. 양자 네트워크를 통해 전송된 정보는 도청, 인터셉터 또는 크랙하는 것이 거의 불가능하기 때문이다.프로젝트는 두 지역의 수도인 허페이(Hefei)와 우한(Wuhan)의 도심을 연결하는 609km의 네트워크를 연결하는 것이다. 중국 국영항공우주과학산업(China Aerospace Science and Industry Corp)에 의해 건설됐다.새로운 양자통신 네트워크 라인은 2017년 9월 개통된 기존의 베이징-상하이 라인과 연결될 계획이다. 이 프로젝트는 양자통신 네트워크 최신 기술이 적용된 것으로 알려졌다.또한 양자통신 지상 네트워크는 2016년 8월 중국에서 발사된 세계 최초의 양자위성인 Mozi(일명 Micius)와도 연결될 예정이다. 이를 통해 통신망의 보안성을 획기적으로 강화할 수 있을 것으로 기대된다.참고로 양자 컴퓨팅 또는 양자역학을 기반으로 한 데이터 암호화는 미국의 로스알라모스국립연구소(Los Alamos National Laboratory)에 의해 도입됐다.이 연구소는 2014년 양자역학을 이용한 안전한 네트워크를 개발했다고 발표한 바 있다. 독일, 일본, 오스트레일리아, 스웨덴을 포함한 다른 국가들도 유사한 프로젝트를 수행하고 있는 것으로 알려져 있다.▲ China-Aerospace Science and Industry Corp-Satellite-quantum▲ 중국 국영항공우주과학산업의 인공위성(출처 : 홈페이지)

캐나다 알버타대(University of Alberta)에 따르면 빛의 펄스에 양자정보를 저장하는 새로운 기술을 개발했다. 일반적으로 양자 컴퓨터는 초저온 환경(절대 온도가 0에 가까운 켈빈 온도)에서만 정보를 처리할 수 ​​있다.온도가 낮아질수록 양자 레벨에서 노이즈의 양을 줄여 양자 계산의 오류를 줄일 수 있다. 새로운 기술에서 양자 정보를 저장하는 데 사용되는 빛의 펄스는 시스템을 보다 안정하게 만들기 위해 '초저온 루비듐 원자의 구름'을 통과한다.초저온의 루비듐 원자의 구름 속에서 단일 광자 레벨의 빛 아래로 빛의 펄스를 저장할 수 있다. 또한 필요에 따라 빛의 제어펄스를 비춰 나중에 검색할 수 있도록 한다.새로운 양자 저장기술이 고속 동작이 요구되는 핵심 애플리케이션에 가장 적합한 것으로 평가된다. 새로운 양자 저장 기술로 보다 실질적인 양자 컴퓨터시스템과 네트워크에 한 발 더 가까이 다가간 것으로 평가된다.▲ Canada-Alberta-quantumcomputing-Lindsay LeBlanc-assistant professor▲ 알버타대 물리학부 조교수 Lindsay LeBlanc(출처 : 홈페이지)

미국 의회에 따르면 2018년 11월 중간선거 때문에 $US 12억달러의 미국 양자 계획의 입법 처리가 지연될 수 있는 것으로 알려졌다.미국은 인공지능(AI)부터 신약개발에 이르기까지 모든 분야에서 발전을 촉진할 수 있는 양자 컴퓨팅과 같은 분야에서 글로벌 산업계를 선도하고 있다.미국 공화당과 민주당은 2018년 약 12억달러를 연구 개발 및 인력 개발에 투입할 국가 양자 이니셔티브(National Quantum Initiative)를 만들기 위한 법안을 준비해왔다.하원은 2018년 9월에 법안 초안을 통과시켰고, 하원과 상원의 정치인들은 합동 법안의 세부사항을 조사하기 위해 노력하고 있는 중이다.만약 2018년 12월 중순 이전에 양자과학을 지원하기 위한 10년 계획 법안을 통과시키지 못한다면, 미국의 양자 기술의 발전을 방해할 수도 있을 것으로 우려된다. 2019년 1월 의회가 새로 구성되기 때문이다.즉 2019년 1 월 새로운 의회에서 핵심위원회의 지도부가 바뀌면 추가로 논쟁을 위해 몇개월을 허비할 수도 있다. 기술이 발전하는 속도를 감안할 때 이러한 지연은 불행한 일로 평가될 수 있다.비록 이 법안이 통과되지 못하더라도 미국에서의 양자연구를 위한 자금은 에너지부(Department of Energy) 및 국가과학재단(National Science Foundation)과 같은 기관에서 계속 지원될 수도 있다.그러나 미국이 양자기술 분야에서 리더십을 유지하려면 장기적인 계획에 따른 지원이 반드시 필요할 것으로 판단된다.참고로 중국은 양자연구에 수십억 달러를 투자한 것으로 알려져 있다. 유럽연합(EU)는 양자연구개발을 위한 기금을 10억유로, 약 11억달러를 확보해 프로그램이 실행되고 있다.▲ US-Congress-QuantumPlan-homepage▲ 국가 과학기술분과 의회 소위원회 회의(출처 : 홈페이지)

일본 글로벌 전자제조업체인 후지쯔(Fujitsu)에 따르면 양자 기반 컴퓨팅 프로젝트를 수행할 계획이다. 디지털 어닐러(Quantum-inspired Digital Annealer) 기술을 이용해 NatWest의 복잡한 재무 위험의 최적화 문제를 해결하기 위한 목적이다.NatWest와 같은 금융기관은 수 천가지 옵션 중에서 선택되는 균형 잡힌 최적의 자산 포트폴리오를 만들고 유지 관리하기 위한 지속적인 도전에 직면해 왔다.최대 가능한 수익을 제공하면서 허용 수준에서 위험을 유지할 수 있도록 도와주는 다양한 유동자산을 통합하는 작업을 필요로 한다. 전통적으로 이 작업은 매우 비싸고 시간 소모적인 수작업에 해당된다.후지쯔의 디지털 어닐러(Digital Annealer)는 양자 기반 컴퓨팅 성능을 구현해 기존 컴퓨터의 속도보다 300배 빠른 속도로 복잡한 계산을 훨씬 더 정확하게 수행할 수 있는 것으로 알려져 있다.후지쯔의 디지털 어닐러는 채권, 현금 및 정부 증권을 포함한 고품질 유동자산의 혼합을 최적화함으로써 금융기관이 가장 복잡하고 시간 소모적인 금융투자 문제를 해결할 수 있도록 지원한다.이러한 후지쯔의 디지털 어닐러를 통해 NatWest는 광범위한 포트폴리오에 대한 포괄적인 위험 평가를 훨씬 빠르게 완료할 수 있다. 또한 광범위한 결과 및 순열에 대한 액세스를 확보함으로써 확산 및 위험 감소를 최소화한다.양자 컴퓨팅은 아직 초기 단계에 있고 디지털 어닐러를 이용할 수 있는 대상도 제한되지만 다양한 분야에서 다른 많은 계산에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 후지쯔의 디지털 어닐러는 1QBit과 공동으로 개발한 소프트웨어를 포함하고 있다. 1QBit은 양자 기반 컴퓨팅을 위한 소프트웨어의 선두적인 공급업체로 알려져 있다.참고로 후지쯔는 디지털 어닐러의 전체 링크를 현재 1,024 비트에서 8,192 비트로 확장하면서 정밀도를 16 비트에서 최대 64 비트로 확장할 계획을 갖고 있다.▲ Japan-Fujitsu-QuantumComputing-DigitalAnnealer-homepage▲ 후지쯔의 디지털 어닐러 홍보 이미지(출처 : 홈페이지)