.Lost Particle Resurfaces As the Key to Universal Quantum Computing

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소스1.

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.Lost Particle Resurfaces As the Key to Universal Quantum Computing

잃어버린 입자가 보편적 양자 컴퓨팅의 열쇠로 부활하다

양자 컴퓨팅 입자 물리학 예술

남부 캘리포니아 대학교2025년 8월 17일

양자 컴퓨팅 입자 물리학 예술 과학자들은 한때 무시되었던 입자인 "네글렉톤"을 추가함으로써 아이징 애니온이 보편적인 양자 컴퓨팅을 수행할 수 있다는 것을 발견했습니다. 한때 수학적 쓰레기로 여겨졌던 것이 미래의 컴퓨팅을 위한 열쇠를 쥐고 있을지도 모릅니다. 출처: SciTechDaily.com

1.

>폐기된 수학적 특이점이 보편적 양자 컴퓨팅 의 열쇠가 되었습니다 . 연구진은 이징 아뇨인과 새롭게 발견된 입자인 네글로서톤을 결합함으로써 브레이딩만으로도 복잡한 계산을 수행할 수 있음을 보여주었습니다.

^!^>>>>>
>qcell을 암시하여 느낌이 좋아!

 

_이 획기적인 발견은 한때 불가능했던 양자 연산을 현실로 만들 수 있습니다. 깨지기 쉬운 큐비트와 양자 도전 양자 컴퓨터는 언젠가 최첨단 슈퍼컴퓨터조차도 해결할 수 없는 문제들을 해결할 수 있을 것입니다.

 

>qcell.qvix.qms가 양자 컴퓨팅에서 거대 중력 컴퓨팅에 이르기 까지 결정적인 master key를 쥐고 있음이다.

sample2.qoms는 qcell.qvix.qms경로를 통해 잠재적인 양자 입자 tsp.qcell들의 모든 것을 보여준다. qms가 암흑에너지인 이유이다. 허허.

 

sample2.qoms (standard)

0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

 

_하지만 오늘날 이용 가능한 기계들은 극도로 정교합니다. 양자 비트 또는 "큐비트"라고 불리는 기본 정보 단위는 주변 환경에 매우 민감하여 잦은 중단과 빠르게 누적되는 오류를 유발합니다. 이러한 약점을 극복하는 주요 전략 중 하나가 위상 양자 컴퓨팅입니다.

>기계적인 매카니즘이 아무리 발전해도 여전히 원주율처럼 오차범위를 가진다면 완벽하게 정교한 게 아니다. 이를 극복하는 것이 qpeoms 양자적 정상파, 닫힘의 원의 정수 갯수을 가진 디지털 개념이다.

 

1-1.

>이 방법은 취약한 큐비트에 의존하는 대신, 양자 정보를 '애니온(anyon)'이라고 불리는 특이한 입자의 기하학적 특성에 내장하여 보호합니다. 특정 2차원 물질에 존재할 것으로 예상되는 애니온은 표준 큐비트보다 잡음과 간섭에 훨씬 더 강한 것으로 알려져 있습니다.

_이싱 아뇨스: 강력하지만 제한적 "이러한 컴퓨터를 만드는 데 가장 유력한 후보로는 이싱 아냐논이 있는데, 이싱 아냐논은 분수 양자 홀 상태와 위상 초전도체와 같은 이국적인 시스템에서 실현 가능성이 있어 응집 물질 연구실에서 이미 집중적으로 연구되고 있습니다."라고 USC Dornsife 문학, 예술 및 과학 대학의 수학, 물리학 및 천문학 교수이자 이 연구의 수석 저자인 Aaron Lauda가 말했습니다.

_이징 애니온만으로는 범용 양자 컴퓨터에 필요한 모든 연산을 수행할 수 없습니다. 이징 애니온이 지원하는 연산은 '브레이딩(braiding)', 즉 애니온들을 물리적으로 서로 움직여 양자 논리를 수행하는 방식에 의존합니다.

 

1-2.

이징 애니온의 경우, 이 브레이딩은 클리포드 게이트라고 하는 제한된 연산 집합만 가능하게 하는데, 이는 범용 양자 컴퓨팅에 필요한 최대 성능에는 미치지 못합니다.

_네글렉턴: 놀라운 구조 입자 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 게재된 새로운 연구에서 USC가 이끄는 수학자와 물리학자 그룹은 예상치 못한 해결책을 제시했습니다. 기존 방식에서는 고려되지 않았던 새로운 유형의 애니온(anyon)을 도입함으로써, 이징 애니온을 보편화하여 브레이딩(braiding)만으로 모든 양자 계산을 수행할 수 있음을 발견했습니다.

 

2.

>연구진은 이렇게 부활한 입자들을 "네글렉톤"이라고 명명했습니다. 이는 오랫동안 간과되었던 역할과 새롭게 발견된 중요성을 모두 강조하는 용어입니다. 이 입자는 더 넓은 수학적 틀에서 자연스럽게 생겨났으며, 계산 도구 키트를 완성하는 데 필수적인 부분을 제공합니다.

>수학적 쓰레기가 양자 보물로 변하다

_핵심은 비반단순 위상 양자장 이론(TQFT)이라는 새로운 종류의 수학 이론에 있습니다.

_이 이론들은 물리학자들이 애니온(anyon)을 기술하는 데 일반적으로 사용하는 표준적인 "반단순" 프레임워크를 확장합니다. 기존 모델은 소위 "양자 트레이스 0"을 가진 객체를 사실상 쓸모없다고 선언함으로써 근본적인 수학을 단순화합니다.

_"하지만 버려진 물건들이 결국엔 잃어버린 조각이 되는 거예요." 라우다가 설명했다. "모두가 수학 쓰레기라고 생각했던 것에서 보물을 찾은 것과 마찬가지죠." 새로운 프레임워크는 이러한 무시된 구성 요소를 유지하고 새로운 유형의 애니온(anyon)인 네글로서니온(neglecton)을 제시합니다.

네글로서온은 이징 애니온과 결합될 때 브레이딩(braiding)만으로 범용 계산을 가능하게 합니다. 중요한 것은 네글로서온이 하나만 필요하며, 이징 애니온을 네글로서온 주변에 브레이딩하여 계산이 수행되는 동안 네글로서온은 고정된 상태를 유지한다는 것입니다.

 

2-1.

>프레임워크의 결함과 영리한 해결책 이 발견에는 수학적 난제가 따랐습니다.

_비반단순(non-semisimple) 체계는 양자역학이 확률을 보존하는 기본 원리인 단위성(unitarity)을 위반하는 불규칙성을 야기합니다. 대부분의 물리학자들은 이를 치명적인 결함으로 여겼을 것입니다.

_하지만 라우다의 팀은 훌륭한 해결책을 찾아냈습니다. 그들은 이러한 수학적 불규칙성을 실제 계산에서 분리하도록 양자 인코딩을 설계했습니다. 라우다는 "불안정한 방들이 있는 집에 양자 컴퓨터를 설계하는 것과 같다고 생각해 보세요."라고 설명했습니다.

_"모든 방을 고치는 대신, 문제가 있는 공간은 접근 금지하고 구조적으로 안전한 공간에서만 모든 컴퓨팅이 이루어지도록 할 수 있습니다." "우리는 이론의 이상한 부분들을 효과적으로 격리했습니다."라고 라우다는 말했다.

_"양자 정보가 존재하는 위치를 신중하게 설계함으로써, 이론에서 제대로 작동하는 부분에만 정보가 머물도록 했습니다. 따라서 전체 구조가 수학적으로 특이하더라도 계산은 제대로 작동합니다."

_추상적인 수학이 양자 현실을 만날 때 이 획기적인 발견은 추상적인 수학이 어떻게 예상치 못한 방식으로 구체적인 공학적 문제를 해결할 수 있는지를 보여줍니다. 라우다는 "이전에는 쓸모없다고 여겨졌던 수학적 구조를 수용함으로써 양자 정보 과학에 완전히 새로운 장을 열었습니다."라고 말했습니다.

 

3.

>이 연구는 이론과 실제 모두에서 새로운 방향을 제시합니다. 수학적으로 연구팀은 다른 매개변수 값으로 프레임워크를 확장하고 비반단순 TQFT에서 단위성의 역할을 명확히 규명하기 위해 노력하고 있습니다.

_실험적 측면에서는, 정상 무시 현상이 발생할 수 있는 특정 물질 플랫폼을 파악하고, 브레이딩 기반 접근 방식을 실현 가능한 양자 연산으로 변환하는 프로토콜을 개발하는 것을 목표로 합니다. 보편적 양자 컴퓨팅의 꿈을 향하여 "특히 흥미로운 점은 이 연구가 우리가 이미 생성 방법을 알고 있는 입자를 이용하여 보편적인 양자 컴퓨팅에 한 걸음 더 다가가게 한다는 것입니다."라고 라우다는 말했다.

_"수학은 명확한 목표를 제시합니다. 실험가들이 이 추가적인 정지 상태의 누군가를 구현하는 방법을 찾을 수 있다면, 아이징 기반 시스템의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있을 것입니다."

참고문헌: Filippo Iulianelli, Sung Kim, Joshua Sussan, Aaron D. Lauda의 "비반단순 위상 양자장 이론에서 Ising anyons를 이용한 범용 양자 계산", 2025년 8월 5일, Nature Communications . DOI: 10.1038/s41467-025-61342-8 라우다 외에도 이 연구의 첫 번째 저자인 필리포 이울리아넬리, USC의 성 킴, 뉴욕시립대학교 메드가 에버스 칼리지의 조슈아 수산 등이 공동 저자로 참여했습니다. 이 연구는 미국 국립과학재단(NSF) 연구비(DMS-1902092, DMS-2200419, DMS-2401375), 육군 연구 사무국(W911NF-20-1-0075), 저차원 위상수학의 새로운 구조에 대한 Simons Foundation 협업 연구비, Simons Foundation 여행 지원 연구비, NSF 대학원 연구 펠로우십(DGE-1842487) 및 PSC CUNY 강화 연구비(66685-00 54)의 지원을 받았습니다.

 

.과학자들이 밝혀낸 음의 시간이 존재한다는 증거

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