양자 컴퓨팅에 대한 DARPA의 탐구는 불가능의 영역에서 가능성의 예술을 탐구

양자 컴퓨팅의 상태와 군사적 응용에 대해 논의하기 위해, 우리는 DARPA의 국방 과학 사무소(DSO)의 프로그램 관리자인 조 알터페너와 이야기했다. 알테페터는 DARPA의 세 가지 주요 양자 프로그램 중 두 개를 관리하는데, 여기에는 양자 탐사에서 새롭고, 새롭고, 간과된 길을 발견하는 것에 관한 (US2QC) 프로그램이 포함된다.

브레이킹 디펜스: 양자 컴퓨팅은 알려진 모든 암호화를 해독할 수 있는 능력을 가지고 있다는 점에서 공격적일 수 있고, 적들이 미국 암호화를 해독하는 것을 막기 위한 방어적일 수 있는 것으로 거론된다. 미국 정부의 우선순위는 무엇입니까? 아니면 둘 다인가요?

알테페터: 나는 세 번째 비밀 옵션을 선택할 것이다. 양자 컴퓨터에 대한 관심은 1995년 피터 쇼어가 큰 수를 효율적으로 계수하는 알고리즘을 발견하면서 시작되었다. 저는 암호화 전문가는 아니지만, RSA와 같은 암호화 기능을 모두 사용할 수 있다고는 생각하지 않습니다. 그렇기 때문에 NIST와 그와 같은 기관들은 당신이 말하는 종류의 양자 공격에 저항하는 대체 암호화 수단을 개발하고 있다.

DARPA에서 우리의 임무는 전략적 기습을 제거하는 것이다. 사람들이 지금까지 수십 년 동안 양자 컴퓨터와 인수분해에 대해 생각해 왔지만, 우리는 우리 모두를 놀라게 하고 컴퓨팅 혁명으로 이끌 수 있는 다음 응용 프로그램에 관심이 있습니다. 우리는 양자 컴퓨터의 또 다른 놀라운 용도가 있는지 알고 싶습니다.

만약 우리가 양자 컴퓨터를 만들 수 있다면, 그것은 정말로 컴퓨팅에 대한 우리의 생각을 바꾸고 컴퓨팅 분야에 혁명을 일으킬 것인가? 아니면 고전적인 슈퍼컴퓨터가 할 수 없었던 것을 실제로 하지 않을까요? 그것에 대한 필연적인 결과는, 그것이 혁명적일 것이라고 가정해 보자는 것이다. 이 컴퓨터들은 정말 만들기 어렵다. 전통적인 양자 컴퓨팅 커뮤니티가 DARPA가 이 경로가 작동할 것이라는 사실을 간과했을 수도 있는 놀라운 경로가 있을까요?

제가 아는 10명의 가장 똑똑한 물리학자들 중 절반 정도는 양자 컴퓨터가 21세기에 컴퓨팅에 완전히 혁명을 일으킬 것이고 물질 과학, 화학, 수학, 최적화에 이르기까지 문제를 해결하는 혁명적인 방법이 될 것이라고 확신합니다. 나머지 절반은 일반 컴퓨터나 고전 컴퓨터가 할 수 없는 일은 절대 하지 않을 것이라고 확신한다.

제가 전략적 놀라움에 대해 생각할 때, 우리가 완전히 혁명적인 것과 완전히 쓸모없는 것 사이의 어딘가에 있다고 생각하는 것보다 더 많은 잠재력을 가진 분야를 생각하는 것은 어렵습니다. 그 구역 어딘가에 있어요. DARPA는 그 질문에 약간의 명확성을 가져오려고 노력하고 있다.

브레이킹 디펜스: 현재 국방부에서 양자의 상태는 어떻습니까? 아직도 DARPA와 다른 연구 기관들의 영역에만 있나요?

알테페터: 내가 아는 한, 국방부는 현재 어떠한 실제 문제에도 양자 컴퓨터를 사용하지 않는다. 하지만 양자 컴퓨터, 특히 상업 산업에서 개발되고 있는 컴퓨터들은 놀랍고 거의 기적에 가까운 일들을 해냈습니다. 양자 컴퓨터는 이제 지구상의 어떤 고전적인 컴퓨터에서도 할 수 없는 계산을 할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

여러분과 독자들은 다른 어떤 것도 할 수 없는 일을 할 수 있다는 것이 확실히 유용하게 들릴 것이라고 생각할지도 모릅니다. 이 시점에서, 양자 컴퓨터는 우리가 다른 어떤 것도 할 수 없는 것을 할 수 있다는 것을 보여주는 원리 증명 문제에 사용되고 있지만, 우리는 우리가 정말로 필요로 하는 유용한 문제에 컴퓨팅 능력을 구부리는 다음 단계를 밟지 않았습니다.

국방부에 있어서, 그것은 현장에서 우리가 관심 있는 일을 하는 것을 의미합니다. 감질나는 길들이 많아요 만약 우리가 계속해서 더 나은 양자 컴퓨터를 얻고 우리가 관심을 갖는 문제들에 맞서 그것들을 구부리는 방법을 더 잘 이해한다면, 아마도 우리는 부식 방지를 해결하고 해군이 그들의 함선을 유지하는 데 수십억 달러를 절약할 수 있을 것이다. 아마도 우리는 더 나은 의약품을 생각해 낼 수 있을 것이고, 우리가 우리의 사람들을 돌보는 데 필요한 약의 비용을 크게 줄일 수 있을 것이다. 최적화 문제를 해결하고 모든 작업의 효율성을 크게 높일 수 있을 것입니다.

그렇긴 하지만, 제 관점에서 볼 때, 우리는 아직 그것들을 어떻게 해결할 것인지에 대한 명확한 길을 가지고 있지 않습니다. DARPA가 개입하는 이유는 무엇이 연결고리이고 얼마나 어려울지에 대한 명확성을 얻기 위해 노력하기 위해서입니다. 만약 가능하다면, 우리가 가지고 있고 앞으로 몇 년 안에 갖게 될 정말 기적적인 기계들과 국방부가 정말로 관심을 가지고 있는 문제들을 연결하기 위해서입니다.

브레이킹 디펜스: DARPA의 3가지 양자컴퓨팅 프로그램에 대한 배경을 읽었을 때, 나는 US2QC가 미개척 경로를 통해 양자 개발을 가속화하는 임무를 수행하고 있기 때문에 특히 관심이 많았다. 프로그램에 대해 설명합니다.

알테페터: 사람들이 이 기술의 잠재력에 대해 흥분하고 있기 때문에 이 공간에는 많은 과대광고가 있습니다. 하지만 그것은 무엇이 진짜이고 무엇이 아닌지 구별하기 어렵게 만든다. 특히 이 기술을 추구하는 상업 회사가 많을 때 수십 개가 있습니다.

당연히, 많은 비밀 소스, 그들의 접근법을 작동시키는 것들이 영업 비밀로 유지된다. 하지만 DARPA는 우리가 과거에 추구했던 것과는 다른 접근법을 이해하는 데 관심이 있습니다.

우리는 다음과 같은 요청을 했습니다. 만약 여러분이 회사, 대학 또는 조직이고 여러분이 크고 강력한 양자 컴퓨터를 만들 해결책을 찾았다고 생각하고 그렇게 할 수 있는 길에 있다고 생각한다면, 우리는 여러분에게 그것을 증명할 기회를 주고 싶습니다. 우리는 정부 및 주변의 최고 전문가들로 구성된 검증 팀을 구성하고 여러분이 지체하지 않도록 충분한 자금을 제공하기 위해 여러분과 협력할 것입니다.

우리는 어려운 질문을 하는 중립적인 제3자가 됨으로써 이러한 조직에 많은 가치를 제공할 수 있습니다. 우리는 그것들이 DARPA의 주요 임무에서 가치를 제공할 수 있다고 생각합니다. 그것은 우리가 작동하는 양자 컴퓨터에 접근하기 위해 시도했던 것과 같지 않은 환상적인 경로가 실제로 존재하더라도 놀라지 않도록 하는 것입니다.

브레이킹 디펜스: 어떤 수단을 통해 소프트웨어, 칩, AI와 같은 양자 개발 속도를 높이려고 하나요?

알테페터: 지금까지, 지난 20여년간, 많은 조직들은, 이 모든 것이 단지 상상의 영역이 아니라는 것을 증명하기 위해, 다른 어떤 컴퓨터가 할 수 없는 일들을 할 수 있는 양자 컴퓨터를 만드는 것이 정말로 가능하다는 것을 증명하기 위해 노력해왔습니다. 우리는 사회로서 그 이정표를 만났습니다.

가장 큰 다음 단계는 최종 목표에 집중하기 시작하는 것이다. 내년의 컴퓨터를 올해의 컴퓨터보다 두 배로 양자화하는 것이 가능한지에 초점을 맞추는 대신, 우리는 앞을 내다볼 필요가 있다. 어쩌면 수십 년이 걸릴지도 모르지만, 어떤 계산 능력이 국방부와 상업 공간의 판도를 바꿀 수 있을까요? 무엇이 우리가 기후 변화와 싸우는 것을 도울 것인가? 무엇이 세상을 더 나은 곳으로 만들 것인가?

그 목표에 초점을 맞추고 단순히 우리가 더 나은 배터리를 가지고 있거나 해군 함정의 부식에 대해 걱정할 필요가 없다면 정말 좋을 것이라고 말하는 것이 아니다. 하지만 대신에 "나는 이 특정한 계산 능력이 이 분자나 이 물질의 구조를 이 매개 변수로 계산하기를 원한다."라고 말한다. 만약 제가 그렇게 할 수 있다면, 저는 현장에서, 실제 생활에서, 국방부에 도움이 될 무언가를 발명할 수 있는 훨씬 더 좋은 기회를 가질 수 있을 것입니다.

그것이 우리의 목표라면, 만약 우리가 달에 가려고 한다면, 우리는 비행기가 얼마나 높이 날고 있는지에 따라 진행 상황을 측정하는 것을 멈춰야 합니다. 우리는 R&D 경로가 무엇인지, 측정 기준이 무엇인지, 우리를 실제로 그곳에 데려다 줄 계획이 무엇인지 알아내야 합니다.

제가 볼 때는 특정 칩도 아니고 특정 유형의 인터커넥트도 아니고 CPU 속도를 일정량까지 끌어올리지 못하고 있습니다. 그것은 우리의 공유된 목표에 초점을 맞춘 다음 우리가 개선하기 위해 DARPA 스타일의 추진을 하고 싶은 가장 중요한 부분이 무엇인지 도출하는 것입니다.

브레이킹 디펜스: 마지막 생각?

알테페터: DARPA는 양자가 혁명적인 능력이 될 것이라고 확신하지 않습니다. 우리는 또한 양자가 확실히 작동하지 않을 것이라고 생각하는 회의론자가 아닙니다. 우리는 명확한 시각으로 들어가서 양자가 어디서 어떻게 어떤 경로로 국방부의 능력을 더 좋게 만들고 세상을 더 나은 곳으로 만들 수 있는지를 알아보기 위해 엄격한 평가를 하고 싶습니다. 그것이 우리가 하려고 하는 것입니다. 결과를 미리 판단하는 것이 아니라 자세히 살펴보고 우리가 배운 것을 보고 이 공간에서 전략적 놀라움을 줄이십시오.