양자 컴퓨터의 하드웨어

실리콘 스핀 큐비트가 대규모화에 적합한 방식으로 기대되는 주된 이유는?

  1. A실온에서 동작하므로 냉동기가 전혀 필요 없기 때문
  2. B큐비트가 광자이므로 광섬유로 그대로 멀리 보낼 수 있기 때문
  3. C큐비트가 수십~백 nm 정도로 작아, CMOS 제조 기술이나 300 mm 웨이퍼 설비를 활용하여 많이 집적할 수 있을 가능성이 있기 때문
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정답: C. 큐비트가 수십~백 nm 정도로 작아, CMOS 제조 기술이나 300 mm 웨이퍼 설비를 활용하여 많이 집적할 수 있을 가능성이 있기 때문

실리콘 스핀 큐비트는 게이트 전극의 전압으로 실리콘 안에 만든 양자점에 전자를 한 개씩 가두고, 그 전자의 스핀 방향을 큐비트로 합니다. 큐비트 하나의 크기는 수십~백 nm 정도로, 수백 µm 정도인 초전도 큐비트보다 훨씬 작으며, 반도체 공장의 미세 가공이나 300 mm 웨이퍼에서의 제조, 웨이퍼 단위의 특성 평가를 응용할 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한 1 K 안팎의 비교적 높은 온도에서의 동작도 보고되어 있어, 제어 회로를 가까이 두기 쉬울 가능성이 있습니다. 한편 양자점마다의 편차나, 촘촘히 늘어선 많은 큐비트에 대한 배선이 과제입니다.

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