NMR 기반 편집하기

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<[[양자 기술백서]] |

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;┗<[[양자컴퓨팅의 구현]]|[[양자컴퓨팅 최신 현황]]>

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;┗<[[반도체 기반]]|[[위상 양자 컴퓨팅 (Topological Quantum Computing)]]>

= 개요 =

[[File:양자 기술백서_image79.png|none|thumb|300px|그림 1. NMR 양자컴퓨터 장치 모식도(Nielson, Chuang 2002).<ref>Nielsen, M. A., & Chuang, I. (2002), “Quantum computation and quantum information”, American Journal of Physics, 70(5) : 558.</ref>
]]

NMR 기반 양자컴퓨터는 분자 내에 존재하는 핵스핀의 상태를 [[큐비트]]로 이용하여 핵스핀 간의 상호작용을 활용하는 방식이다. NMR 관련 기술은 이미 다양한 분야에 활용되고 있어 제반 기술이 이미 확보되어 있고 기본적으로 분자 내의 핵스핀 간의 interaction을 이용하여 손쉬운 [[커플링]]이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 큐비트의 수를 늘리면 각 핵스핀들의 [[결맞음]] 시간이 급격히 짧아져 [[확장성]]이 좋지 않다는 치명적인 단점이 존재한다. 따라서, NMR 기반 양자컴퓨터는 양자 컴퓨터의 구현 초기에 폭넓게 활용되었으나, 이러한 단점으로 인해 현재는 양자 컴퓨터 관련 연구에 거의 사용되지 않고 있으며 고전적인 [[시뮬레이션]]에만 간헐적으로 이용된다. 2001년 IBM에서 7 [[큐비트]] NMR 양자컴퓨터를 활용하여 최초로 [[Shor의 알고리듬]]을 실험적으로 구현했다는 역사적 의미를 가지고 있다 (Vandersypen, 2001).<ref name=Vandersypen>Vandersypen, L. M., Steffen, M., Breyta, G., Yannoni, C. S., Sherwood, M. H., &amp; Chuang, I. L. (2001), “Experimental realization of Shor's quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance”, ''Nature'', 414(6866) : 883.</ref>

= 개발 현황 =
[[File:양자 기술백서_image103.png|thumb|400px|그림2. $$M\text{Cl}_{2}{(R_{3}PE)}_{2}$$ 타입의 MRE를 가진 금속 복합체(M = Cd or Hg, R = $$n - Bu$$ or $$\text{Me}_{2}N$$, E= Se or Te)]]
NMR 기반 양자컴퓨터는 [[큐비트]]로 분자의 스핀 상태를 이용한다. NMR 기반 컴퓨터는 다른 양자 컴퓨터와 달리 계의 앙상블을 이용하는데, 앙상블은 열역학적 평형을 이용해 초기화된다.<ref>https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_magnetic_resonance_quantum_computer</ref> 큐비트로 주로 쓰이는 원자의 종류에는 H, C, F, Si, P가 있다. 2020년에 이들 외에도 Cd, Hg, Te 및 Se와 같은 원자들을 결합시켜 NMR-QIP에 더욱 유리한 큐비트를 만들 수 있다는 연구 결과가 보고되었다.<ref name=Lino>Lino, J. B. D. R., Sauer, S. P., &amp; Ramalho, T. C. (2020), “Enhancing NMR Quantum Computation by Exploring Heavy Metal Complexes as Multiqubit Systems: a Theoretical Investigation”, ''The Journal of Physical Chemistry A'', 124(24) : 4946.</ref>

= 참고 문헌 =

[[분류: NMR 기반 | NMR 기반 ]]
[[분류:양자컴퓨팅의 구현]]

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