양자컴퓨팅 (Quantum Computing) 편집하기 (부분)

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=== 게이트 충실도 (Gate Fidelity) ===

현재 성능면에서 대표적인 시스템으로 꼽을 수 있는 [[이온 트랩]]의 경우, 순수하게 게이트 충실도 성능 측면에서는 미국 NIST에서 마이크로파 기반 단일 큐비트 게이트의 충실도 99.9999%를 얻었고, 레이저 기반 [[2-큐비트 게이트]] 충실도 99.92%를 얻은 바 있다.<ref name=Gaebler>J. P. Gaebler ''et al.'', High-fidelity universal gate set for Be 9+ ion qubits, Physical Review Letters 117, 060505 (2016). doi:[https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.060505 10.1103/PhysRevLett.117.060505].</ref> 이후 실제 양자컴퓨터 개발을 위한 시스템에서 벤치마킹으로 얻은 충실도의 경우, IonQ에서 개발 중인 이온 트랩 기반 11-큐비트 양자 컴퓨터가 대표적인데, 이 시스템에서는 단일 큐비트 게이트의 충실도는 평균 99.5%, 2-큐비트 게이트 충실도는 평균 97.5%로 나타났다.<ref name=Wright>K. Wright ''et al.'', Benchmarking an 11-qubit quantum computer, Nature Communications 10, 5464 (2019). doi:[https://doi.org/10.1038/s41467-019-13534-2 10.1038/s41467-019-13534-2].</ref>

한편 확장성 측면에서 주목을 받고 있는 [[초전도 큐비트]]의 경우, 2019년 구글이 양자 컴퓨터 [[시카모어|시카모어(Sycamore)]]를 이용하여 유사 무작위 양자회로(pseudo-random quantum circuit)에서의 [[양자 우위]]를 보이는 실험에서 게이트 충실도를 발표하였는데, 단일 게이트를 각각 따로 할 때(isolated)인 경우 단일 큐비트 게이트에 대해 0.15%, 2-큐비트 게이트에 대해 0.36%의 오류율을 얻었고, 여러 개의 게이트를 같이 하는 경우(simultaneous)에는 각각 0.16%, 0.62%의 오류율을 얻었다고 보고했다.<ref name=Arute>F. Arute ''et al.'', Quantum supremacy using a programmable superconducting processor, Nature 574, 505 (2019). doi:[https://doi.org/10.1038/s41586-019-1666-5 10.1038/s41586-019-1666-5].</ref>

양자 컴퓨터가 실용화되기 위해서는 수많은 게이트들을 적용했을 때에도 신뢰할 수 있을만한 결과값이 나와야 하고, 이를 위해서는 게이트 충실도가 현재보다 더 100%에 가까울 필요가 있으므로 게이트 충실도를 향상시키는 것은 여전히 하드웨어 개발에 있어서 중요한 요소로 다루어지고 있다.

[[File:기술백서 전체수정_74.jpg|center|thumb|730px|IonQ의 이온 트랩 기반 양자 컴퓨팅 시스템의 2-큐비트 게이트 충실도를 각 큐비트 조합에 대해 나타낸 것. 참고문헌 <ref name=Wright>K. Wright ''et al.'', Benchmarking an 11-qubit quantum computer, Nature Communications 10, 5464 (2019). doi:[https://doi.org/10.1038/s41467-019-13534-2 10.1038/s41467-019-13534-2].</ref>의 그림을 재구성함.
]]

[[분류:게이트 기반 양자 컴퓨팅 | ]]

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