우주가 탄생한 빅뱅 당시에는 물질과 반물질이 동일한 양으로 존재했어야 하지만, 현재 우리가 관측하는 우주는 거의 전적으로 물질로 이루어져 있다. 과학자들은 이 불균형의 원인을 찾기 위해 고에너지 물리학과 우주론 분야에서 연구를 계속해왔다.

아이온큐의 차세대 양자시스템인 ‘Forte Enterprise’를 활용한 이번 시뮬레이션에서는 ‘렙톤 수 보존 법칙’이 깨지는 현상이 실시간으로 관측됐다. 이는 지금까지 어떤 양자컴퓨터에서도 직접 구현되지 않았던 성과로, 양자컴퓨팅이 기존 컴퓨터가 접근할 수 없었던 물리학 영역을 탐구할 수 있음을 보여준다.

이번 연구는 워싱턴대학교의 양자시뮬레이션 연구소(IQuS)와 미국 에너지부 산하 양자과학센터(QSC)와의 협업으로 진행됐다. 1초의 1조 분의 1조 분의 1(10^-24초) 수준의 극미세 시간 단위에서 핵물리 현상을 시뮬레이션할 수 있는 기술은 1990년대 화학 반응을 관찰했던 펨토초 레벨 기술보다 훨씬 앞선 것이다.

아이온큐 CEO 니콜로 드 마시는 “자연에서조차 관측된 적 없는 희귀한 물리 과정을 양자컴퓨터로 구현함으로써, 우리는 양자컴퓨터가 이론적 도구가 아닌 실질적인 발견의 엔진임을 증명하고 있다”고 말했다.

이번 실험에는 총 32개의 큐비트와 오류 보정을 위한 추가 4개의 큐비트가 동원되었으며, 2,356개의 양자게이트가 사용됐다. 이 모든 과정은 IonQ의 트랩-이온 아키텍처에 최적화된 회로 설계와 오류 보정 기술 덕분에 가능했다.

워싱턴대학교 물리학 교수이자 IQuS 소장인 마틴 새비지는 “이번 연구는 핵 내 쿼크와 글루온이 어떻게 재배열되는지를 탐구하는 데 있어 중대한 첫 걸음”이라고 평했다.

아이온큐는 향후 양자 하드웨어의 성능이 향상됨에 따라, 이 기술을 바탕으로 다른 대칭성 파괴 현상에도 접근해 나갈 계획이다.

한편 아이온큐는 한국시간으로 25일 오후 11시 3분 현재 40.92달러에 거래되고 있다. 아이온큐는 지난 18일부터 23일까지(미국 현지시간) 3거래일 연속 상승마감한 바 있다. 이후 24일(현지시간) 장에서는 0.68% 하락했다.

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