(에스포, 핀란드 2020년 9월 30일 PRNewswire=연합뉴스) Mikko Mottonen 교수의 대학 연구 그룹 및 협력자들은 극도로 미약한 마이크로파 방사선을 감지하는 초고감도 고속 나노스케일 볼로미터를 설계했다. 사실, 감지된 방사선은 너무 약해서, 실온에서 커피 한 잔을 데우는데 전자레인지에서 1°C 올리는 것보다 50셉틸리언배 이상의 에너지를 소비해야 한다. 50셉틸리언은 5뒤에 0이 25개 붙은 숫자다.
알토대학교와 VTT의 양자기술 부문 공동 교수이자 IQM의 공동 설립자인 Mottonen 교수는 "이 장치는 너무 작아서 박테리아 내부에 들어갈 수도 있다"고 언급했다.
새로운 볼로미터는 이전보다 훨씬 정확하고 빠르게 광자의 에너지를 측정할 수 있다. 양자비트인 큐비트(qubits)의 에너지를 측정하는 것은 양자 알고리즘에서 필수적인 부분이므로, 광자 에너지를 정확하고 빠르게 측정하는 것은 매우 중요하다. 또한, 이 장치는 크기가 작고, 초전도 양자 프로세서에 쉽게 통합될 수 있어, 현실 세계의 용도에 대한 명확한 경로를 제시한다.
최근 IQM에 합류한 네이처지[https://www.nature.com/articles/s41586-020-2753-3 ]의 제1 저자인 M.Sc. Roope Kokkoniemi는 "우리는 볼로미터에 금 팔라듐을 사용해 개념 검증(proof-of-concept)을 시작했다"라며 "이는 효과도 있었지만, 한편으로 우리는 이를 개선할 방법도 알아냈다. 그것은 바로 대체재로 그래핀을 사용하는 것"이라고 말했다. 이어 그는 "최종 결과는 더 빠른 속도로 작동 가능한 개선된 센서로, 이는 초전도 양자 프로세서의 구성요소인 초전도 큐비트의 상태를 해독하는 데 유용할 수 있다"고 덧붙였다. 여기에는 또한 알토대학교 Pertti Hakonen 교수의 NANO 그룹, VTT 및 싱가포르 국립대학교와의 공동 노력도 있었다.
IQM에서 개발 가속화
IQM에서 개발된 것과 같은 양자컴퓨터에서, 이 검출 기술은 상대적으로 작은 크기 덕분에 기존 판독기를 대체하고 미래의 양자 프로세서를 확장하는 데 매우 유용할 수 있다. IQM은 핀란드의 양자 중심지라는 점에서 성장 중인 현지 양자 생태계와의 긴밀한 협력을 통해 이러한 돌파구를 상용화할 수 있는 독보적인 위치에 있다.
IQM의 공동 설립자이자 보고된 연구에도 참여한 Kuan Yen Tan 박사는 "우리는 이를 양자 기술 분야의 흥미로운 이정표라 생각한다"라며 "IQM은 양자컴퓨터 기술을 향상시킬 새로운 방법을 끊임없이 모색하고 있으며, 이 새로운 볼로미터는 확실히 그에 적합한 것"이라고 말했다.
최고의 연구로부터 탄생한 기술
IQM은 성공적인 기술 이전 스토리의 대표적인 사례로서, 연구가 신속하게 상업화될 수 있는 전형적인 방법을 제시한다. IQM은 매우 짧은 기간에 유럽 최고의 양자컴퓨터 회사로 부상했으며, 이미 최초의 상용 양자컴퓨터 판매를 향해 나아가고 있다. 회사는 고도로 제한된 재능 있는 양자 기술 인력의 상당 부분을 채용했을 뿐만 아니라, 유럽 전역의 대학 및 산업 파트너와 협력할 수 있는 능력을 확보함으로써, 이 분야에서 매우 독자적인 기반을 구축했다.
IQM이 양자 컴퓨팅 분야에서 성취한 빠른 개발과 탁월함의 상당 부분은 학계와의 긴밀한 상호 작용 덕분이다. 실제로 IQM은 학계와의 통합성이 높고, 대부분의 직원이 연구 경력을 보유하고 있다. IQM 팀은 27,000건 이상 인용된 640편 이상의 과학 논문을 묶어 총괄적으로 발표했다.
IQM은 범유럽 양자컴퓨터 기업으로서, 유럽 전역의 최고 연구팀과의 파트너십을 더욱 확대하고자 하는 목표를 갖고 있다.
네이처지 기사 링크: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2753-3
알토대학교 보도자료 링크: https://www.aalto.fi/en/news/new-detector-breakthrough-pushes-boundaries-of-quantum-computing
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Artistic impression of electric conduction and superconductor proximity effect in a heated graphene bolometer. Credit: Heikka Valja.
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Two authors of the Nature paper on the new bolometer at IQM laboratories: Roope Kokkoniemi (left) and Kuan Yen Tan (right).
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Dr Kuan Yen Tan
Chief Technology Officer
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전화:+358 50 477 8091
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출처: IQM Finland Oy
IQM staff publishes a quantum-computer breakthrough in Nature
-- The new high-speed nanoscale radiation detector is now on par with the best quantum computer readers. Many present IQM employees co-authored the research carried out at Aalto University and VTT Technical Research Centre of Finland.
ESPOO, Finland, Sept. 30, 2020 /PRNewswire/ -- Prof. Mikko Mottonen's university research group and collaborators have engineered a fast and ultra-sensitive nanoscale bolometer that detects very faint microwave radiation. In fact, the radiation detected is so weak that heating up a cup of coffee at room temperature, for 1°C in a microwave oven would have taken 50 septillion times more energy. That is a 5 followed by 25 zeroes.
"The device is so tiny; it could even fit inside a bacterium," says Mottonen who is a joint Professor of Quantum Technology at Aalto University and VTT, and also a Co-Founder of IQM.
The new bolometer can measure the energy of photons much more accurately and faster than before. This is essential for quantum computers, since measuring the energy of qubits, the quantum bits, is an integral part of quantum algorithms. Moreover, the device is small and readily integrable into superconducting quantum processors, providing a clear path towards real-world applications.
"We started the proof-of-concept using gold palladium for the bolometer," says M.Sc. Roope Kokkoniemi, the first author of the Nature paper [https://www.nature.com/articles/s41586-020-2753-3 ] who just joined IQM. "It worked but at the same time we also figured out how to make it even better. This is where graphene comes in as a replacement. The end result is indeed a much better sensor that can operate at higher speed, so much better that it can be useful in reading out the state of a superconducting qubit, the building block of a superconducting quantum processor," added Roope. This has also been a collaborative effort with Professor Pertti Hakonen's NANO group of Aalto University, with VTT, and with National University of Singapore.
Accelerating the development at IQM
In quantum computers such as the ones developed at IQM, this detector technology could prove very useful in replacing conventional readers and enabling the scaling up of future quantum processors due to its relatively small size. By virtue of being at the epicenter of quantum in Finland, IQM is in a unique position to commercialize such breakthroughs through close cooperation with the growing local quantum ecosystem.
"We consider this an exciting milestone in the field of quantum technology. IQM is constantly looking for new ways to enhance its quantum-computer technology and this new bolometer certainly fits the bill," explains Dr Kuan Yen Tan, Co-Founder of IQM who was also involved in the reported research.
Technology from the best research
IQM is a prime example of a successful technology transfer story, epitomizing how research can be commercialized in an expedited way. IQM has become the leading quantum-computer company in Europe in an extraordinarily short time, already making its way towards the first commercial quantum computer sale. The company has managed to establish itself a unique foundation in the field, not only because of it has been able to recruit a major fraction of the highly limited pool of talented quantum engineers, but also because of its ability to cooperate with universities and industry partners all over Europe.
Significant part of IQM's rapid development and brilliance in the field of quantum computing stems from the close interplay with academia. In fact, IQM is highly integrated in academia and most of its employees have research background. IQM's team has collectively published over 640 scientific articles with more than 27,000 citations.
IQM's aim is to become a pan-European quantum-computer company and further expand its partnerships with the best research teams all over Europe.
The link to the Nature article: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2753-3
The link to the Aalto University's press release: https://www.aalto.fi/en/news/new-detector-breakthrough-pushes-boundaries-of-quantum-computing
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Artistic impression of electric conduction and superconductor proximity effect in a heated graphene bolometer. Credit: Heikka Valja.
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Two authors of the Nature paper on the new bolometer at IQM laboratories: Roope Kokkoniemi (left) and Kuan Yen Tan (right).
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Source: IQM Finland Oy
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