슈퍼컴퓨터보다 수십억 배 빠른 양자컴퓨터는 무엇을 할 수 있을까? 왜 "Zu Chongzhi"의 이름을 따서 명명되었습니까?

최근 우리나라는 초전도 양자 시스템과 광학 양자 시스템 모두를 위한 양자 컴퓨터 분야에서 중요한 진전을 이루었습니다. 113광자 144모드 양자 컴퓨팅 프로토타입 'Jiuzhang-2'와 66비트를 성공적으로 구축했습니다. - 프로그래밍 가능한 초전도 양자 컴퓨팅 프로토타입 기계 "Zu Chong No. 2". 광학 양자 및 초전도 양자 시스템의 양자 컴퓨팅에서 중요한 진전이 이루어졌으며, 우리나라는 두 가지 물리적 시스템에서 '양자 컴퓨팅 우월'이라는 이정표에 도달한 세계 유일의 국가가 되었습니다.

양자는 질량, 에너지 등 다양한 물리량의 가장 작은 단위이며, 특정 입자 상태로도 존재한다. 빛과 같은 에너지에 있어서 광자는 양자입니다.

양자 컴퓨터는 양자 역학의 원리를 사용하여 물체가 동시에 여러 상태에 있을 수 있도록 합니다. 예를 들어 0과 1이 동시에 존재하면 소위 말하는 것을 할 수 있습니다. 병렬 컴퓨팅은 원칙적으로 많은 작업을 함께 완료할 수 있으므로 기존 컴퓨터를 능가하는 컴퓨팅 성능을 갖습니다.

양자컴퓨터는 원칙적으로 초고속 병렬컴퓨팅 능력을 갖췄기 때문에 특정 알고리즘을 활용해 사회적, 경제적 가치가 큰 문제(예: 코드 해독, 빅데이터 최적화, 재료 설계 등)를 해결할 것으로 예상된다. 약물 분석 등)은 기존 컴퓨터에 비해 기하급수적인 가속을 달성합니다.

확장 가능한 양자 컴퓨팅을 구현하기 위한 가장 유망한 후보 중 하나로, 통합 큐비트 수를 늘리는 동시에 초전도 큐비트의 성능을 향상시켜 고정밀 일관성 조작을 가능하게 하는 것이 핵심 목표입니다. 더 많은 큐비트는 특정 문제의 처리 속도를 기하급수적으로 가속화하고 궁극적으로 실제 문제에 적용될 수 있습니다. "Zuchongzhihao"와 "Zuchongzhihao 2"는 프로그래밍 가능한 초전도 양자 컴퓨팅 프로토타입입니다.

"Zu Chongzhihao"

"Zu Chongzhihao"는 62비트 프로그래밍 가능 초전도 양자 컴퓨팅 프로토타입으로, 이 시스템에서 2차원 프로그래밍 가능 양자 컴퓨팅을 성공적으로 수행했습니다. 연구팀은 2차원 초전도 큐비트 칩에서 단일 입자와 이중 입자 여기 하에서 양자 보행 현상을 관찰하고, 2차원 평면에서 양자 정보의 전파 속도를 실험적으로 연구하는 동시에 큐비트 연결의 토폴로지를 변조했습니다. 이러한 방식으로 Mach-Zehnder 간섭계가 구성되었으며 프로그래밍 가능한 2개 입자 양자 보행이 실현되었습니다. 이번 성과는 초전도 양자 시스템의 양자 우월성을 입증하고 주요 실용 가치 문제를 해결할 수 있는 양자컴퓨팅 연구의 기술적 기반을 마련한다.

"Zu Chong No. 2"

"Zu Chong No. 2"는 66비트 프로그래밍 가능 초전도 양자 컴퓨팅 프로토타입 머신 "Zu Chong No. 2"로 작업을 해결합니다. 이 속도는 현재 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터보다 1천만 배 이상 빠르며, 중국은 두 가지 기술 경로에서 '양자 우월' 이정표에 도달한 유일한 국가가 되었습니다.

연구원들에 따르면 'Zuchong-2'의 병렬 고충실도 양자 게이트 제어 기능과 완전히 프로그래밍 가능한 기능은 양자 기계 학습, 양자 화학 등을 포함한 실용적인 응용 분야를 찾을 것으로 예상됩니다.

양자를 이야기할 때, 에너지와 함께 이야기할 때 사람들은 흔히 '빛'을 예로 든다. 광양자란 양자를 말한다. 이 개념은 1905년 아인슈타인에 의해 광학계에 도입되었습니다. 나중에 모든 사람이 알고 오늘날의 "9장"에서 사용된 "광자"는 본질적으로 이 "빛 양자"입니다.

"Jiuzhanghao"

"Jiuzhanghao"는 76개의 광자와 100개의 모드를 갖춘 Gaussian Bose 샘플링 양자 컴퓨팅 프로토타입입니다.

'지우장(Jiuzhang)'은 현재 세계 1위 슈퍼컴퓨터 '후가쿠(Fugaku)'보다 100억배 빠른 속도로 특정 문제를 처리할 수 있으며, 구글이 공개한 53비트 양자컴퓨팅 프로토타입 '플라타누스(Platanus)'보다 100억배 빠른 속도를 달성하는 데 성공했다. 양자컴퓨팅 분야의 첫 이정표 - 양자컴퓨팅의 우수성. 'Jiuzhanghao' 양자컴퓨팅 프로토타입은 국제 양자컴퓨팅 연구에서 우리나라의 선도적인 위치를 확립했으며 향후 대규모 양자 시뮬레이터 구현을 위한 기술 기반을 마련했습니다.

"나인 챕터 2"

"나인 챕터 2"는 113개의 광자와 144개의 모드를 갖춘 양자 컴퓨팅 프로토타입입니다. 가우시안 보스 샘플링의 수학적 문제를 해결하는 것은 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터보다 10의 24승(10억배) 더 빠르며, 이는 양자 컴퓨터 개발을 위한 중요한 단계입니다.

미래의 범용 양자컴퓨터는 암호해독, 일기예보, 재료설계, 약물분석 등 다양한 분야에서 역할을 할 것으로 기대되는 것으로 알려졌다. 현재 'Jiuzhang-2'는 '단일 챔피언'일 뿐이지만 슈퍼컴퓨팅 능력은 그래프 이론, 양자화학 등 분야에서 잠재적인 활용 가치를 갖고 있다.

"Nine Chapters"와 "Zu Chongzhi"는 각각 초기 고대 중국 수학 논문 "산술에 관한 Nine Chapters on Arithmetic"과 위대한 고대 중국 수학자 Zu Chongzhi를 기념하여 명명되었습니다.

'산수구장'

'산수구장'은 고대 중국의 수학 논문이자 '산수십서'(10대 산수서) 중 하나이다. 한당나라) )는 가장 중요한 것 중 하나입니다. 위(魏)나라와 진(晉)나라 시대에 유회(劉惝)는 『산수구장』에 주석을 달고 “주공의 의례체계는 9수로 되어 있는데, 이 9수는 천하의 점술에 바탕을 두고 있다”고 말했다. 옛 문헌의 잔재로 인해 Cang et al.은 이름을 삭제하고 보충하였기 때문에 개정판의 내용은 고대의 것과 다를 수 있으며 논의된 단어 중 많은 부분이 최근에 나온 것입니다. 연구에 따르면, 서한(西汉)나라의 장창(張張)과 경수창(耿向長)은 한때 보충제를 만들었습니다. 마지막 책은 늦어도 동한초에 완성되었으나, 기본적인 내용은 기본적으로 서한말에 완성되었다.

『산술구장』은 여러 세대에 걸친 집단적 노동의 결정체로, 그 등장은 고대 중국 수학 체계의 형성을 상징한다. 후대의 수학자 대부분은 『산수구장』을 통해 수학적 지식을 배우고 연구하기 시작했다. 당나라와 송나라 모두 국가에서 교과서로 명시적으로 규정했습니다. 1084년 당시 북송 왕조 조정에서 출판된 이 책은 세계 최초의 인쇄된 수학 서적입니다. 그러므로 『산수구장』은 중국이 수학 발전에 남긴 뛰어난 공헌이다.

Zu Chongzhi

Zu Chongzhi는 평생 동안 자연 과학을 공부했으며 주요 공헌은 수학, 천문학, 달력 및 기계 제조 분야였습니다.

수학적인 측면에서는 류휘(Liu Hui)가 개척한 정확한 파이 탐색 방법을 바탕으로 파이(π)의 참값이 3.1415926에서 3.1415927 사이에 있다는 것을 계산했는데, 이는 소수점 7자리, 단순화 결과는 3.1415926입니다. 이것이 바로 Zu Chong이 세계 기록 협회에 의해 소수점 7자리까지 파이 값을 계산한 세계 최초의 과학자로 선정된 이유입니다. Zu Chongzhi는 또한 22/7(대략적인 비율)과 355/113(밀도)이라는 두 가지 분수 형태의 파이(π)를 제공했습니다. 여기서 밀도는 소수점 이하 7자리까지 정확합니다. Zu Chongzhi의 파이 가치에 대한 정확한 계산은 중국과 심지어 세계에 큰 공헌을 했습니다. 후세대는 그의 이름을 따서 "대략적인 비율"을 "Zu Chongzhi의 파이" 또는 줄여서 "Zu 비율"이라고 명명했습니다.

Zu Chongzhi는 유명한 "Suan Jing Ten Books"에 포함 된 "Zhu Shu"5 권을 썼습니다. Zhu Shu"에서 Zu Chongzhi는 "차이의 힘을 여는 것"과 "차이를 열어 확립하는 것"이라는 문제를 제기했습니다. "차이력"이라는 단어는 면적의 차이를 나타내는 Liu Hui의 "산수 구장" 주석에 나타납니다. "차이의 힘을 확장한다"는 것은 면적과 직사각형의 길이와 폭의 차이를 알고, 그 길이와 폭을 찾기 위해 제곱근법을 사용하는 것인데, 그 구체적인 해결책은 이차 대수 방정식을 사용하여 푸는 것입니다. 긍정적인 뿌리의 문제

"차이 입방체"는 직육면체의 부피와 길이, 너비 및 높이의 차이를 알고 큐브 방법을 사용하여 측면 길이를 찾는 것입니다. 여기에는 직경을 찾기 위해 원통과 구의 부피를 아는 것도 포함됩니다. 질문. 사용된 계산 방법은 양의 근 문제를 해결하기 위해 삼차 방정식을 사용하는 것입니다. 이전에는 삼차 방정식에 대한 솔루션이 없었으며 Zu Chongzhi의 솔루션은 선구적인 작업입니다.