현존하는 양자칩 Quantum Processor (Quantum Chip)의 종류

현존하는 양자칩 Quantum Processor (Quantum Chip) 종류

현존하는 양자 프로세서(Quantum Processor, QPU)는 다양한 기술적 접근 방식을 기반으로 여러 주요 기업 및 연구소에서 개발 및 제공되고 있습니다. 가장 대표적인 프로세서 종류와 제조사를 알아봅니다.

주요 양자 프로세서 종류 및 제조사

양자 프로세서는 큐비트(Qubit)를 구현하는 물리적 방식에 따라 다양하게 분류됩니다.

1. 초전도 큐비트 (Superconducting Qubits)특징:

극저온 환경에서 작동하며, 확장성이 뛰어나 대규모 시스템 구축에 유리합니다.

✔ 주요 프로세서 및 제조사:
IBM: Heron(133큐비트), Eagle(127큐비트), Osprey(433큐비트), Condor(1,121큐비트) 등 다수의 칩을 발표했으며, 상업용 시스템인 IBM Quantum System One 및 System Two를 제공합니다.
IBM의 양자 플랫폼은 IBM Quantum에서 확인할 수 있습니다.

✔ Google AI Quantum:
Sycamore 칩으로 '양자 우월성(quantum supremacy)'을 입증했으며, 최근에는 Willow라는 새로운 칩을 공개했습니다. Google의 양자 컴퓨팅 정보는 Google Quantum AI에서 찾아볼 수 있습니다.

✔ Rigetti Computing:
Aspen-M 등 여러 칩을 개발했으며, 클라우드 서비스를 통해 접근할 수 있습니다.
SpinQ: 교육용으로 설계된 상온 작동 시스템인 Gemini 및 Triangulum 시리즈를 포함한 다양한 칩을 제공합니다.

2. 이온 트랩 큐비트 (Trapped-Ion Qubits)특징:

높은 큐비트 충실도(fidelity)와 긴 일관성 시간(coherence time)을 제공하지만, 게이트 속도가 상대적으로 느릴 수 있습니다.

✔ 주요 프로세서 및 제조사:IonQ: IonQ Aria(25큐비트), IonQ Forte(36큐비트) 등 상업적으로 이용 가능한 시스템을 제공하며, 클라우드 플랫폼(AWS Braket, Azure Quantum)을 통해 접근할 수 있습니다. IonQ의 기술은 IonQ 웹사이트에서 더 자세히 볼 수 있습니다.

✔ Quantinuum (구 Honeywell Quantum Solutions):

이온 트랩 기술을 활용한 다양한 시스템을 개발하고 있습니다.

3. 광자 큐비트 (Photonic Qubits)특징:

빛을 이용해 연산을 수행하며, 상온에서 작동할 수 있는 잠재력이 있습니다.
✔ 주요 프로세서 및 제조사:Xanadu: 광자 기반 양자 컴퓨터를 개발하며, 클라우드 접근을 제공합니다.

4. 중성 원자 큐비트 (Neutral Atom Qubits)특징:

광학적으로 트랩된 중성 원자를 사용하며, 대규모 확장 가능성을 보여줍니다.
주요 프로세서 및 제조사:QuEra Computing: 중성 원자 플랫폼을 활용한 시스템을 제공합니다.
✔ Atom Computing: 핵 스핀 큐비트를 사용한 확장 가능한 시스템을 구축하고 있습니다.

5. 양자 어닐링 (Quantum Annealing)특징:

특정 유형의 최적화 문제 해결에 특화된 접근 방식입니다.
✔ 주요 프로세서 및 제조사:D-Wave Systems: Advantage 프로세서는 5,000개 이상의 큐비트를 포함하고 있으며, 이는 양자 게이트 방식과는 다른 아키텍처입니다. D-Wave의 제품 정보는 D-Wave Quantum에서 확인할 수 있습니다.

이러한 프로세서들은 대부분 연구용 또는 클라우드 기반 서비스(Amazon Braket, Microsoft Azure Quantum)를 통해 접근할 수 있으며, 실제 물리적인 칩을 개인이 구매하는 것은 여전히 드문 일입니다

현존하는 Quantum Processor (Quantum Chip) 종류

현존하는 양자 프로세서(Quantum Processor, Quantum Chip)는 다양한 기술적 접근 방식을 기반으로 여러 주요 기업 및 연구소에서 개발 및 상용화되고 있습니다. 주요 프로세서들은 아키텍처와 큐비트 수, 성능이 각기 다릅니다.
주요 양자 프로세서 종류와 개발사는 다음과 같습니다.

1. 초전도 큐비트 (Superconducting Qubits) 기반 프로세서

극저온 환경에서 작동하는 이 방식은 현재 가장 널리 사용되며, IBM과 Google이 선도하고 있습니다. IBMHeron (헤론): 133큐비트 프로세서로, 고성능과 낮은 오류율을 특징으로 합니다.

2024년 7월에는 개선된 버전인 Heron R3가 출시되었습니다.

✔ Nighthawk (나이트호크): 2025년 말 출시 예정인 120 큐비트 프로세서로, 큐비트 연결성을 높여 더 복잡한 연산(최대 5,000개의 2-큐비트 게이트)을 목표로 합니다.
Osprey (오스프리): 433큐비트 프로세서입니다.
✔ Condor (콘도르): 1,121큐비트 프로세서로, IBM의 양자 로드맵 상의 중요한 이정표입니다.
✔ Kookaburra (쿠카부라): 2025년 계획된 멀티칩 구성의 프로세서로, 3개의 칩을 연결하여 총 4,158큐비트를 목표로 합니다.
그 외 Eagle (이글) (127 큐비트) 등이 있습니다.

✔ Google (Google Quantum AI)Willow (윌로우): Google의 최신 양자 칩으로, 오류율을 크게 줄이고 양자 우월성(quantum advantage) 달성에 기여한 것으로 평가받고 있습니다.
그 외 초기 프로세서인 Sycamore (시카모어) (53 큐비트) 등이 있습니다.
Rigetti ComputingAspen (아스펜) 시리즈: 확장 가능한 멀티칩 기술 기반의 초전도 프로세서입니다.

✔ IntelTangle Lake (탱글 레이크): 49큐비트 초전도 칩을 선보인 바 있으며, 현재는 실리콘 스핀 큐비트 기반의 Tunnel Falls (터널 폴스) 프로세서에 집중하고 있습니다.

2. 트랩드 이온 (Trapped Ion) 기반 프로세서

이온(원자)을 전자기장으로 가두어 큐비트로 활용하는 방식입니다. 높은 큐비트 충실도(fidelity)를 제공합니다.

IonQ트랩드 이온 기술의 선두 주자로, 높은 확장성과 정밀도를 갖춘 시스템을 제공합니다.
Quantinuum (구 Honeywell Quantum Solutions)트랩드 이온 시스템과 소프트웨어를 결합하여 고충실도의 양자 컴퓨팅 솔루션을 제공합니다.

3. 양자 어닐링 (Quantum Annealing) 기반 프로세서

최적화 문제 해결에 특화된 방식으로, 일반적인 범용 양자 컴퓨터와는 목적이 다릅니다. D-✔ Wave SystemsAdvantage (어드밴티지): 5,000개 이상의 큐비트를 가진 양자 어닐링 프로세서입니다.

4. 기타 접근 방식PsiQuantum:

광자(Photonic) 기술을 사용하여 대규모의 오류 정정 양자 컴퓨터를 구축하는 것을 목표로 합니다.

✔ Xanadu: 광자 양자 컴퓨터를 개발하고 있습니다.
Atom Computing: 광학적으로 트랩된 중성 원자를 이용한 큐비트(nuclear spin qubits)를 사용합니다.
이러한 프로세서들은 클라우드 플랫폼(Amazon Braket, IBM Quantum Platform 등)을 통해 연구자 및 기업들이 접근할 수 있습니다.

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