Quantum Computing News

양자 알고리즘에 대하여 Mark Webber와의 인터뷰 (Sussex University)

10월 26, 2020

서섹스 대학교(Sussex University)는 양자 테크놀로지로 잘 알려져있다. 브라이튼 해변에 가까운 곳에 위치한 서섹스는, 일전에 소개한 바 있는  Universal Quantum가 자리잡은 곳이기도 하다.  Universal Quantum는 포획 이온 테크놀로지(Trapped Ion Technologies)를 이용하여 양자컴퓨터를 만드는 기업이다. QZ은 Universal Quantum 의 창업자들과 함께 양자 알고리즘을 작업하는 Mark Webber를 만나 이야기하고 이 기술이 어떻게 현실에 반영될 수 있는지 인터뷰해보았다. (이하)

QZ: 양자 컴퓨팅에 어떻게 관심을 갖게되었나요?

저는 근본적인 물음에 대해 관심을 갖고있기에 항상 물리학에 끌렸던 것 같습니다. 양자 컴퓨팅에 대해 처음 들었을때는 현실의 정보이론에 바탕을 둔 내용이었는데, 가령 ‘우주는 하나의 거대한 컴퓨터인가? 양자 컴퓨터 혹은 완전히 다른 무언가 일까?’ 같은 질문들은 시작부터 저를 매우 신나게 했습니다. 하지만 현재로서 저는 좀더 유형적인 문제들에 몰두하는 것을 즐기는 편이구요, 이런 부분 때문에 유용한 양자 컴퓨터에 접근하게 된 것인지도 모르겠습니다.

QZ: 어떤 일을 하는지, 또 연구 목적이 무엇인지 말해주실 수 있나요?

현재 저는 서섹스 대학에서 이온 양자 테크놀로지 그룹(Ion Quantum Technology group)에 박사과정을 마쳤습니다. 저희는 대부분 양자 컴퓨팅의 솔루션에 집중하는 실험그룹입니다. 제 역할은 이론쪽이었고 주요 분야는 설계한 디자인-예를들면 어떻게 큐비트 간에 연결을 최상으로 만들 것인가 같은- 을 따라 양자 컴퓨터를 운영할때 필수적인 문제들을 해결하는 것이었습니다. 산업계와 활발히 상호작용을 하며 가장 관련된 어플리케이션을 파악하는데 시간을 보냈으며, 하드웨어, 알고리즘 그리고 어플리케이션 사이에 존재하는 빈틈을 연결하는 데 도움이 되기를 기대하고 있습니다.

Mark의 작업, 32 큐비트간에 연결을 보여주는 이 도안은 그의 출판된 작업에 포함되어 있다.

QZ: 어떤 연구 및 작업인지 아주 이해하기 쉬운 문장으로 부탁합니다.

최근에 저는 경로지정 알고리즘을 만들었는데요, 이 알고리즘은 큐비트가 양자 컴퓨터에서 효율적으로 연결되도록 합니다. 이는 복잡한 도시에서 교통이 흐르는 것을 관리하는 것과 비슷한 경우입니다.

QZ: 현재 PhD를 마치는 중이라고 하셨는데요, 그 뒤에는 무엇을 하고 싶으신가요? 학계에 남으실 것인지 스타트업이나 혹은 기업에 입사하고 싶은신지 궁금합니다.

저는 양자 컴퓨팅 분야에 일단 더 머물러 볼 계획이고 현재로서는 학계보다는 기업 혹은 스타트업에 더 관심이 있습니다. 제 리서치 그룹이 최근에 Universal Quantum을 창업했는데, 이들이 하는 일이 대단히 재밌습니다.

QZ: 제일 선호하는 양자 툴셋이 뭐가 있나요?(프로그래밍 언어라던가, toolset, 프레임워크 등등)

제가 가장 오래쓴 것은 Q#인데요, 결함허용 알고리즘을 위한 추정을 하는데 매우 유용했습니다 (제 분야는 양자 화학이었습니다). 또 내장된 기능 중에 위상추정(phase estimation)이라던가 해밀토니안 시뮬레이션 (Hamiltonian simulation)을 위한 기능도 있습니다. 최근에 새롭게 파보고 싶은 후보가 몇개 있는데 CQC의  t|ket>가 그 중 하나입니다.

QZ: 양자의 어떤 부분이 가장 놀랍나요?

많은 것이 매우 빠르게 진척을 보이고 있다는게 놀랍습니다. 이 분야에 저는 2017년에 뛰어들어는데 그 짧은 몇년 사이에 실험과 알고리즘에 이미 상당한 진보가 있었습니다.

Sussex Ion Quantum Technology Group  where Mark Works on Quantum Algorithms to improve the capabilities of Ion Trap Quantum Computers.
이온포획 양자 컴퓨터의 성능을 향상시키기 위해 양자 알고리즘을 연구하는 Sussex 이온 양자 테크놀로지 그룹의 모습 (Sussex Ion Quantum Technology Group)

QZ: 연구하신 바가 가장 크게 영향을 미치는 곳이 어디라고 보시나요?

저는 각각 다른 분야인 하드웨어, 어플리케이션 그리고 알고리즘 분야를 어느 정도 함께 모으는 데에 제가 도움을 줄수 있다고 생각합니다. 발전을 위해서 저는 어느정도 사람들이 비젼을 특수화하고 한 주제에 파고 들어야 한다고 봅니다. 그러나 이러한 아이디어들을 하나로 통합하여 더 큰 가치를 창출할수도 있는 점도 있습니다. 예를 들면 유연한 연결성 (flexible connectivity)을 갖춘 하드웨어에서 대안적인 오류수정 방식을 연구하는 것은 또 매우 가치있는 것으로 입증되었습니다.

QZ: 양자 컴퓨팅에 종사하면서 가장 어려운 부분은 어떤 것일까요?

이건 꼭 양자 컴퓨팅 뿐 아니라 급속히 발전하는 어떤 분야에나 해당되는 문제인 것 같습니다. 변화가 매우 빠르고 그 모든 발전을 항상 따라잡기가 어렵습니다. 특히 분야를 전체적으로 넓은 시야를 갖추고 싶을때 어려운 점입니다.

QZ: 양자 컴퓨팅이 대중의 관심을 받고 좀더 주류에 어필하는 때가 언제 올것으로 보시나요?

이건 어려운 질문이네요! 유용한 어플리케이션이 종종 보이곤 하는데 NISQ 스타일 장치에서 아마 먼저 이루어지지않을까 생각합니다. 오류수정 디바이스는 확실히 아직 멀었지만, 그때가 되면 주류의 관심을 충분히 끌만큼 대단한 어플리케이션이 나올 것으로 생각합니다. 제 생각에 대부분의 대기업들은 이미 어떻게 그들의 운영이 양자 컴퓨팅에 의해 어떻게 영향을 받을지 고려하고 있다고 생각합니다.

QZ: 사람들이 어떻게 양자 컴퓨팅을 배울 수 있을까요?

인터넷에 상당히 많은 온라인 코스가 있는데 제가 본 몇몇은 매우 좋았습니다. 양자 컴퓨터의 프로그래밍을 맛보고 싶다면IBM의 QISKIT에서 튜토리알을 좀 시도해보면 좋겠습니다.  https://algassert.com/quirk의 시뮤레이터는 예시 써킷이 있고 유용한 시각화 프로그램도 있습니다. 정말 진지하게 생각한다면 양자 컴퓨테이션과 양자 인포메이션에 관한 책,  Nielsen and Chuang,을 추천하는데요. 제가 처음 이 분야를 시작할떄 도움이 많이 되었던 책입니다.

QZ: 양자 컴퓨팅에 관심있는 이들에게 커리어에 대한 조언을 남긴다면.

PhD 이전에 저는 물리학 학사와 석사를 마치고 기술 컨설턴트로 일한 경험이 있습니다. 어떻게 이 분야에 들어올 것인지는 어떤 분야에 당신이 일하고 싶은지, 즉 어플리케이션인지 알고리즘인지 소프트웨어 엔지니어인지 혹은 하드웨어 엔지니어인지 등에 따라 다를 것입니다. 이 분야가 점점 확장되면서 사실 저는 많은 이들이 PhD없이도 이 분야에 종사할 가능성이 넓어지고 있다고 봅니다. 일반적인 조언을 남기자면, 열심히 계속 배우시고 또 오늘날 온라인을 통해서 충분히 이 분야를 이해하고 혼자 공부할 수 있는 자원이 충분하다는 것을 기억하시기 바랍니다.


Mark Webber에게 감사를 표합니다. 서섹스 대학교의 Mark의 research와 양자 알고리즘에 대한 그의 연구에 관심이 있는 분들은 here를 눌러주세요. 이온 포획 양자 컴퓨터 (Ion trap Qauntum Computers)를 만드는 스타트업에 관심이 있는 분들은 Universal Quantum의 홈페이지를 방문해주시기 바랍니다.

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