비실리콘 컴퓨팅 상위 10개 기업

실리콘에서 새로운 형태의 컴퓨팅까지

컴퓨팅 산업은 기계 장치가 그때까지 인간 두뇌에만 국한되었던 미적분학을 수행하기 시작하면서 탄생했습니다. 그러나 진정한 컴퓨터가 탄생하기 시작한 것은 진공관과 나중에 트랜지스터를 통해서였습니다.

다음 혁명은 계속 증가하는 계산 능력을 위해 계속 증가하는 트랜지스터 밀도를 갖춘 실리콘 컴퓨터 칩이었습니다.

출처: Mobile First

현재 반도체 업계에서는 5nm, 심지어 2nm 범위의 칩을 생성하기 위해 점점 더 강력한 시스템을 실험하고 있습니다. 어느 시점에서는 점점 더 작은 실리콘 트랜지스터를 사용하는 것이 더 이상 불가능해지기 때문에 이로 인해 우리는 문제에 더욱 가까워지고 있습니다.

실리콘 원자 1개는 이론적 한계이지만 실제 엔지니어링 문제로 인해 해당 한계점 이전에 한계가 발생할 가능성이 높습니다.

그렇다면 여기서부터 컴퓨팅 파워의 발전은 멈추게 될까요? 아마도 그렇지 않을 것입니다.

그러나 해결책은 완전히 새로운 원리를 사용하여 계산을 수행하는 것입니다. 실제로 실리콘 트랜지스터에 의존하지 않고 컴퓨팅을 수행할 수 있는 잠재적인 방법은 많이 있습니다. 기술적인 세부 사항을 다루지 않고도 가장 유망한 아이디어를 살펴볼 수 있습니다.

비실리콘 반도체

반도체는 전도성(전류를 전송하고 이진수로 "1" 데이터 생성)과 절연체(전류를 차단하고 이진수로 "0" 데이터 생성) 사이를 전환할 수 있는 능력을 가진 물질입니다.

실리콘은 반도체 칩을 만드는데 선택되는 재료이지만 현재는 다양한 대안이 모색되고 있습니다. 밴드갭이라는 특성을 나타내는 모든 재료가 좋은 후보가 될 수 있습니다.

출처: 에너지 교육

이산화바나듐

오랫동안 이산화바나듐은 실리콘을 대체할 수 있는 좋은 대안으로 여겨져 왔습니다. 이는 "금속-절연체 전이 진행"이라는 현상을 겪기 때문입니다. XNUMX조분의 XNUMX 초의.

금속-절연체 전이 속도는 기존 실리콘 기반 전자 장치에 비해 더 빠르고 작은 전자 장치를 허용해야 합니다.

최근 연구에서는 이산화티타늄 기판에 증착된 이산화바나듐을 연구하는 데 성공했습니다..

그들은 또한 이산화티탄이 반도체가 될 수도 있다는 것을 발견했습니다. 이 발견을 통해 뉴런이 있는 살아있는 시스템의 뇌에서 영감을 받아 하드웨어 수준에서 학습할 수 있는 뉴로모픽 칩을 만들 수 있습니다.

매우 빠른 절연체-금속 전이 덕분에 이산화티타늄의 활성 기질과 함께 이산화바나듐을 사용하여 다음을 생성할 수 있습니다. Mott 뉴런과 유사한 스파이크 발진기 하드웨어 수준의 생물학적 뉴런에서 복제할 수 있습니다.

그래 핀

또 다른 좋은 후보는 전기 전도성이 매우 높은 2D 소재인 그래핀입니다. 이는 잠재적인 초전도체이자 그 특성이 여전히 실시간으로 발견되고 있는 '경이로운 물질'이기도 합니다.

그래핀을 반도체 재료로 만들기 위한 최초의 성공적인 노력에 대한 자세한 내용은 당사 기사에서 읽을 수 있습니다.그래핀 반도체 – 드디어 등장했나요?"

유기 재료

최근 발견에 따르면, 유기 물질은 그래핀과 유사한 2D 구조를 형성하도록 강요될 수 있습니다. 이는 강제로 그렇게 해야 하는 그래핀과 달리 자연스럽게 반도체 특성을 나타내면서 그래핀만큼 초전도성을 갖게 만들 수 있습니다.

이 옵션에 대한 자세한 내용은 '유기 반도체는 그래핀과 실리콘의 장점을 결합할 수 있습니까?"

반도체 전력 사용 최적화

더 빠르고 더 작은 트랜지스터를 사용할 때 발생하는 문제는 전력 소비가 증가한다는 것입니다.

대안은 "산화환원 게이팅(redox gating)"이라는 기술을 사용하는 것입니다. 이는 화학 반응(산화환원)에 더 많이 의존하며 전력 수요를 대폭 줄일 수 있습니다.

칩 자체보다 더 많은 전력 비용으로 인해 컴퓨팅 가격이 오르기 시작한다면 이 솔루션도 구현될 수 있습니다. 우리는 "에서 이 주제에 관한 최신 뉴스를 살펴보았습니다.산화 환원 게이팅은 소형 전자 장치의 효율성을 새로운 수준으로 이끌 수 있습니다".

포토닉스

대체 반도체 재료는 실리콘을 대체하려고 합니다. 하지만 전자, 트랜지스터, 반도체를 사용하지 않고 컴퓨팅이 완전히 이루어진다면 어떨까요?

이것이 빛으로 직접 컴퓨팅을 수행하려는 포토닉스의 아이디어입니다.

빛은 우주에서 가장 빠른 것이므로 실리콘 및 반도체 기반 컴퓨팅보다 훨씬 더 빠를 수 있습니다.

실제로, 포토닉스에는 여전히 실리콘이 포함될 수 있습니다. 하지만 그럴 수도 있지 크리스탈에 의존하다.

빛이 파동과 같은 특성을 가지고 있기 때문에 광자공학 설계는 반도체에 사용되는 것과는 다른 곡선과 고유한(그리고 아직 기술적으로 성숙하지 않은) 설계 원리에 의존합니다.

출처: 개요

퀀텀 컴퓨팅

전류가 아닌 입자의 양자 상태를 측정하여 컴퓨팅을 수행할 수도 있습니다.

0과 1(전류 또는 전류 없음)을 생성하는 대신 큐비트라고 하는 "양자 비트"를 사용합니다. 여기서 입자 데이터는 한 번에 0과 1이거나 1 또는 0입니다.

계산의 근본적인 차이로 인해 양자 컴퓨팅은 "일반" 컴퓨팅의 대안이 아니라 오히려 보완적입니다.

표준 컴퓨팅은 선형적으로 작동하며 기후 모델링, 암호화 또는 단백질과 같은 복잡한 분자의 3D 구성과 같은 매우 복잡한 계산에 어려움을 겪습니다. 그리고 이것이 바로 양자 컴퓨팅이 탁월할 것으로 예상되는 계산 유형입니다.

따라서 실리콘을 대체하지는 않더라도 양자 컴퓨터는 이전에 실리콘 칩으로는 거의 불가능했던 더 나은 작업을 수행할 수 있습니다.

당사 기사 "에서 양자 컴퓨팅의 최신 뉴스에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.양자 컴퓨팅의 현황".

생물학적 유기체

우리의 두뇌는 적어도 패턴 인식, 언어 등과 같은 프로세스에 있어서는 본질적으로 슈퍼컴퓨터입니다. 그리고 그 작업은 거의 수십 와트를 소비하지 않을 정도로 매우 효율적입니다.

스위스 스타트업 FinalSpark는 이제 0.5개의 인간 뉴런으로 구성된 10,000mm 대형 구형(유기체)을 개발했습니다.. 그리고 이를 사용하여 계산을 수행합니다. 클라우드를 통해서도 서비스에 액세스할 수 있습니다.

이것은 매우 새로운 분야이고, 어디까지 갈지는 아직 불분명합니다. 하지만 언젠가 우리의 자율주행 장치가 칩 대신 뉴런으로 작동하게 될지도 누가 알겠습니까?

비실리콘 주식 상위 10개

1. 사용되는 International Business Machines Corporation

IBM(International Business Machines Corporation)은 최초의 메인프레임 컴퓨터 상용화를 주도한 기업이었습니다. 그러나 Apple, TSMC, NVIDIA와 같은 다른 거대 기술 기업의 생산량에서는 뒤쳐졌습니다.

그러나 양자 컴퓨터 개발의 최전선에 있습니다. 예를 들어, 127큐비트 "Eagle" 양자 컴퓨터를 개발한 후 "Osprey"로 알려진 433큐비트 시스템을 개발했습니다.

그리고 지금은 그 뒤를 이어 1,121개 초전도 큐비트 양자 프로세서 '콘도르(Condor)' 교차 공진 게이트 기술을 기반으로 최첨단 양자 프로세서인 "Heron"을 결합했습니다.

IBM은 컴퓨팅 및 반도체 산업 분야의 대부분의 최첨단 혁신에 참여하고 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다 유기재료 전도, 뉴 로모 픽 컴퓨팅, 광자등

어느 정도 IBM은 새로운 컴퓨팅 방법을 개발하고 이를 업계에 라이센스하는 데 대한 전문 지식을 갖춘 "특허 회사"가 되었습니다.

지금까지는 가능한 모든 비실리콘 컴퓨팅 방식에서 핵심 특허를 최대한 많이 보유하고 과거의 성공을 재현하며 반도체 산업을 오늘날의 거대 기업으로 발전시키는 데 막대한 기여를 하겠다는 의지가 강한 것 같습니다.

2. 마이크로 소프트

이미 "일반" 클라우드 서비스의 선두주자인 Microsoft는 다음과 같은 양자 컴퓨팅 클라우드 서비스 제공의 선구자입니다. 애저 퀀텀.

미래에는 양자 컴퓨팅의 대부분이 마이크로소프트의 클라우드 서비스와 같은 클라우드 서비스에 의존하여 "원격으로" 수행될 가능성이 매우 높습니다. 양자 컴퓨터에 직접 접근하는 대신 말입니다.

이는 대부분의 양자 컴퓨팅 응용 프로그램이 생화학자, 재료 과학 전문가, 기후 과학자 및 양자 컴퓨팅에 대한 특별한 배경 지식이 없는 기타 전문가에 의해 연구될 것이기 때문에 특히 그럴 가능성이 높습니다.

따라서 컴퓨팅 부분을 처리하기 위해 IBM, Microsoft 또는 Google과 같은 회사에서 근무하는 전담 전문가에게 의존하는 것은 현장에 대한 훈련을 받지 않은 사람을 고용하거나 교육하는 것보다 더 합리적입니다.

Microsoft 서비스 제안 양자컴퓨팅과 기존 클라우드 기반 슈퍼컴퓨터 서비스를 결합한 '하이브리드 컴퓨팅'.

출처: Microsoft

수직적 통합 대신, Microsoft의 양자 컴퓨팅 접근 방식은 양자 컴퓨팅을 달성하기 위해 가능한 거의 모든 기술을 포괄하는 해당 분야의 리더와 파트너십을 구축하는 것이었습니다. 이온 Q (아이온큐), 파스칼, 양자, QCI (QUBT) 및 리게티 (RGTI).

출처: Microsoft

마이크로 소프트도 2023년 말 콜라보레이션 설립 과 광자, 양자컴퓨팅과 포토닉스의 융합을 연구하는 회사입니다.

Microsoft는 또한 금융산업용 아날로그 광칩을 연구하고 있습니다..

양자 컴퓨팅은 적어도 현재로서는 마이크로소프트 사업의 핵심은 아닙니다. 그럼에도 불구하고 이 분야의 핵심 주체이며, QCI나 리게티처럼 상장된 양자 컴퓨팅 파트너사의 주식을 직접 인수하는 것보다 "더 안전한" 주식 선택이 될 수 있습니다.

3. 알파벳 주식 회사

Google은 주로 Google Quantum AI 연구소와 Santa Barbara의 Quantum AI 캠퍼스를 통해 양자 컴퓨팅 분야에서 매우 적극적입니다.

구글의 양자 컴퓨터는 2019년에 시커모어 머신으로 "양자 우월성"을 달성했다고 주장하면서 역사를 만들었습니다. 구글은 기존 슈퍼컴퓨터가 200년이 걸리는 계산을 10,000초 만에 해냈습니다.

하지만 구글의 가장 큰 공헌은 아마도 소프트웨어 부문일 것입니다. 구글은 소프트웨어 분야에서 하드웨어(검색, GSuit, 안드로이드 등)보다 훨씬 더 뛰어난 실적을 보이고 있습니다. 구글의 양자 AI는 이미 과학자들의 양자 알고리즘 개발을 지원하도록 설계된 소프트웨어 제품군을 제공하고 있습니다.

구글은 또한 Lightmatter와 같은 포토닉스 회사의 적극적인 후원자입니다.

Google은 양자 컴퓨팅 소프트웨어 및 프로그래밍의 표준을 설정하는 회사 중 하나가 되어 향후 해당 분야가 어떻게 발전할지 지시할 수 있는 특권을 제공할 가능성이 높습니다. 강력한 네트워크와 VC 활동은 실리콘 기반이 아닌 다른 형태의 컴퓨팅에서도 자리를 잡을 가능성이 높습니다.

4. 인텔

인텔은 주요 칩 생산업체이며 이러한 강점을 양자 컴퓨팅 분야에 활용하는 것을 목표로 하는 것으로 보입니다.

최근에 출시됐어요 '가장 진보된 실리콘 스핀 큐비트 칩' '터널폴스'. 주목할만한 점은 프로토타입이 아니라 웨이퍼 전체에 걸쳐 95%의 수율과 전압 균일성을 갖춘 대규모로 제작된 칩이라는 점입니다. 이는 초기 단계이자 빠르게 변화하는 산업에서는 현재로서는 찾아보기 힘든 양자 컴퓨팅 칩의 대량 생산의 길을 열어줍니다.

출처: 인텔

인텔은 뿌리에 충실하여 칩을 활용하는 소프트웨어도 개발하고 있습니다. 인텔 퀀텀 SDK이는 프로그래머가 인텔 양자 칩 설계와 호환되는 양자 컴퓨팅용 소프트웨어를 개발할 수 있는 지침을 제공하는데, 이는 역사적으로 인텔의 기존 칩 사업에 있어 매우 강력하고 수익성 있는 사업적 우위였습니다.

출처: 인텔

확장 가능한 양자 칩 제조의 출현은 다른 기술적인 과학적 혁신만큼 업계에 혁명적일 수 있으며, 비용을 절감하고 공통 프로그래밍 표준 및 칩 아키텍처를 설정합니다.

인텔은 2023년 말에 결정했습니다. 포토닉스 사업 매각 에 자빌 (JBL).

전반적으로 인텔은 양자 컴퓨팅 분야에서 진전을 이루고 있으며 포토닉스 및 기타 대안보다 이 주제에 집중하는 명확한 전략을 갖고 있는 것으로 보입니다.

5. 엔비디아

그래픽 카드, 최근에는 암호화폐 채굴 장비 및 AI 칩의 선두 제조업체가 이제 PC 부품 제조업체에서 글로벌 기술 거대 기업 중 하나로 진화했습니다.

Nvidia는 또한 다음과 같은 방식으로 양자 컴퓨팅 공간에서 활동하고 있습니다. 엔비디아 DGX 퀀텀 새로 공개된 CUDA 양자 소프트웨어 플랫폼을 사용하여 일반 칩과 양자 컴퓨팅을 결합합니다.

출처: 엔비디아

엔비디아는 AI 부문에서 선두를 강화하기 위해 다음과 같은 제품도 출시했습니다. 데이터 센터의 AI 최적화 네트워킹을 위한 QuantumX-800.

포토닉스의 경우, Nvidia는 TSMC 및 Broadcom과 파트너십을 맺었습니다.. 기존 실리콘 칩과 포토닉스를 통합한 공동 패키지 광학(CPO)을 통해 단일 모듈을 만들려고 합니다.

전반적으로 엔비디아의 성공은 현재 AI 붐과 밀접한 관련이 있으며, 양자 컴퓨팅과 포토닉스는 그 뒤를 따릅니다. 그러나 엔비디아는 이러한 분야의 성장으로부터도 수혜를 입을 것이며, 경쟁에서 살아남기 위해 꾸준히 노력하고 있는 것으로 보입니다.

6. 퀀티늄/하니웰

Quantinuum은 Honeywell Quantum Solutions와 Cambridge Quantum(그리고 앞서 언급한 것처럼 Microsoft 양자 클라우드 컴퓨팅의 파트너)이 합병된 결과입니다.

Quantinuum은 현재 2023년 XNUMX월에 출시된 Quantum Monte Carlo Integration(QMCI) 엔진을 통해 다른 양자 컴퓨팅 시스템, 특히 금융 및 공급망 관련 분석에서 덜 탐구되는 부문에 집중하는 것으로 보입니다.

QMCI는 금융 파생 상품 가격 책정이나 고에너지 입자 물리학 실험 결과 시뮬레이션과 같은 분석 솔루션이 없는 문제에 적용되며 비즈니스, 에너지, 공급망 물류 및 기타 부문 전반에 걸쳐 컴퓨팅 발전을 약속합니다.

Microsoft와 마찬가지로 양자 컴퓨팅은 Honeywell 사업의 핵심 부분이 아니며, 항공우주, 자동화, 특수 화학 및 소재 분야의 제품을 중심으로 구성됩니다.

그러나 이러한 비즈니스 부문 모두가 양자 컴퓨팅의 혜택을 누릴 수 있다는 점을 고려하면 Honeywell이 참여할 비즈니스 사례를 보는 것은 어렵지 않습니다.

따라서 Honeywell은 양자 컴퓨팅 서비스 제공업체이자 양자 컴퓨터를 실제 비즈니스 사례에 적용함으로써 이익을 얻을 수 있는 회사 중 하나가 되었습니다. Quantinuum을 그룹에 통합하면 산업보다 더 빠른 속도로 육성하는 데 도움이 될 것입니다. 경쟁자.

7. Synopsys

모든 광자 시스템은 적어도 처음에는 실리콘 시스템과 최대한 원활하게 통합되어야 합니다. Synopsys가 이에 도움을 드릴 수 있습니다.

이 회사는 실리콘 설계 및 검증 분야의 전문가입니다. 즉, 해당 소프트웨어가 다음을 포함하여 새로운 칩을 설계하는 데 사용됩니다. 초고급 5nm 칩 이하.

이 회사는 또한 다음과 같이 설명된 포토닉스용 소프트웨어를 제공합니다.광자소자, 시스템 및 집적 회로를 위한 업계 유일의 원활한 설계 흐름". 이를 통해 다음을 처리할 수 있습니다. 디자인  시뮬레이션 새로운 포토닉스 장치.

출처: 개요

또한 회사는 Juniper Network와 합작 투자를 개발하여 오픈라이트, 인듐 인화물을 사용하는 포토닉스 회사.

8. 주니퍼 네트워크

주니퍼는 클라우드 네이티브 무선 솔루션 1위이자 유일한 AI 기반 WiFi 네트워크를 제공한다고 주장합니다. 이는 시스코와 같은 기존 대기업들과 직접적인 경쟁을 벌이게 됩니다. 주니퍼의 기술인 주니퍼 미스트는 확장성이 더 뛰어나다고 합니다. 유연하고 이상 탐지 능력이 향상됨 시스코의 동등 제품보다 더 나은 서비스를 제공합니다.

이 회사의 솔루션은 AI에 크게 의존하며, 사용자부터 데이터 센터까지 모든 네트워크 수준에서 AI 엔진 "Marvis"를 사용합니다.

출처: Juniper

보안과 관련하여 주니퍼는 방화벽, 위협 방어, 공격 방어에서도 탁월한 결과를 보여 Fortinet, Palo Alto, Zscaler 등 대부분의 공급업체를 능가합니다.

주니퍼도 제공합니다. 광자 집적 회로(PIC), 현재 주로 데이터 전송 및 센서에 사용됩니다. 이는 미래의 포토닉스 기반 컴퓨터의 필수적인 부분이 될 것으로 예상됩니다.

출처: 개요

9. 리게티 컴퓨팅, Inc.

Riggeti는 양자 컴퓨팅 회사입니다.획기적인 멀티 칩 프로세서와 지배적인 양자 컴퓨팅 아키텍처가 된 하이브리드 양자 고전적 접근 방식을 위한 중요한 IP를 소유하고 있습니다... "

이 회사는 칩 설계 및 제조부터 컴퓨팅 성능의 클라우드 제공까지 양자 컴퓨팅에 필요한 모든 단계를 통합하고 있습니다.

출처: 리게티

이 회사는 인텔과 같은 거대 기업처럼 큐비트를 최대한 많이 추가하는 것보다는 기존 제품을 완성하고 매우 높은 수준의 충실도와 속도를 달성하여 보다 안정적인 상용 제품으로 만드는 데 중점을 두고 있습니다.

최신 버전인 84큐비트 Ankaa-3는 2024년 하반기에 공개될 예정입니다. 회사는 Ankaa 개념을 기반으로 장기적으로 336+ 큐비트 시스템을 목표로 합니다.

출처: 리게티

2023년 XNUMX월 리게티는 판매를 시작했습니다. 9큐비트 시스템 Novera, "단지" $900,000에 판매되는 "미니 양자 컴퓨터"이며 배송 기간은 4~6주입니다.

첫 번째 클라이언트에는 Fermilab의 SQMS 센터, 공군 연구소 및 Horizon Quantum Computing이 포함되었습니다.

회사는 2024년 봄에 다음과 같이 발표했습니다. Russel 3000 지수에 가입하세요.

10. IPG 포토닉스

IPG는 파이버, 다이오드, UV, 원자외선 레이저 등 거의 모든 유형의 레이저를 생산하는 레이저 제조업체입니다. 직원 수는 6,200명이며 연간 42,000개 이상의 레이저 장치를 배송합니다.

이 회사의 전문 분야는 높은 수준의 정밀도와 펨토초(1000분의 1초)만큼 짧은 레이저 펄스를 수행할 수 있는 능력을 갖춘 파이버 레이저입니다.

IPG 레이저는 현재 다음 용도로 사용됩니다.

• 고급 과학 응용 (분광학, 현미경, 간섭계, 광학 트래핑 등)
• EV 배터리 및 전기 모터 제조.
• 재료 가공, 특히 금속 절단, 조각, 청소 및 레이저 3D 프린팅.
• 레이저 미세 가공, 레이저를 사용하여 초소형 구조물을 만드는 곳입니다.

완전히 포토닉스 기반 컴퓨터를 만들려면 포토닉스 칩의 발전이 필요하지만, 우리는 이미 특정하고 이미 일반적인 구성 요소인 레이저를 많이 통합할 것이라는 것을 알고 있습니다.

광자 컴퓨팅을 위한 빛은 레이저에서 방출되는 매우 안정적인 빛을 기반으로 해야 합니다. 따라서 IPG와 같은 레이저 산업의 리더들은 점진적으로 포토닉스로 전환하는 반도체 산업의 레이저 수요 급증으로 이익을 얻을 것입니다.

그리고 초기 단계에서는 초단거리 레이저 펄스가 초고속 컴퓨팅 성능으로 바뀔 수 있습니다.