피터 K. 맥마흔 교수는 응용 물리학 및 공학 분야에서 뛰어난 인물로, 현재 코넬 대학교에서 미래 컴퓨팅 분야를 개척하고 있습니다. 응용 및 공학 물리학과 교수진으로서 그의 연구는 기존 CMOS 기반 폰 노이만 프로세서의 한계를 뛰어넘는 혁신적인 컴퓨팅 방법론을 탐구하고 개발하는 데 집중되어 있습니다. 그의 연구는 양자 컴퓨팅에서부터 광자 및 뉴로모픽 컴퓨팅에 이르기까지 광범위하게 걸쳐 있으며, 차세대 컴퓨팅 기술의 최전선에 그를 위치시키고 있습니다.
학문 여정 및 초기 경력
맥마흔 박사의 인상적인 학문 여정은 2014년 스탠포드 대학교에서 물리학 부전공으로 전기 공학 박사 학위를 받으며 정점을 찍었습니다. 그의 박사 연구는 양자 정보 처리의 복잡성에 깊이 파고들어, 특히 반도체에서 광학적으로 제어되는 스핀을 활용하는 데 집중했습니다. 박사 과정 이전에는 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스에서 전파 천문학 및 생물 정보학 기기 제작 기술을 연마했습니다. 그의 학부 교육은 케이프타운 대학교에서 완료되었으며, 이는 그의 국제적인 학문적 궤적을 보여줍니다. 스탠포드 대학교 재학 시절에는 스탠포드 대학원 펠로우십(2008–2011)과 스탠포드 나노 및 양자 과학 및 공학 박사후 펠로우십(2015–2017)을 포함한 권위 있는 상을 수상하며, 이 분야에서의 그의 초기 잠재력과 뛰어난 재능을 입증했습니다.
연구 초점: 폰 노이만 아키텍처를 넘어서
코넬 대학교의 맥마흔 연구실은 혁신의 중심지로, 컴퓨팅의 물리학적 원리를 밝히고 새로운 컴퓨팅 패러다임을 구축하는 데 전념하고 있습니다. 핵심 목표는 기존 컴퓨팅 아키텍처에 비해 상당한 이점을 제공하는 근본적으로 다른 방식으로 연산을 수행할 수 있는 물리적 시스템을 개발하는 것입니다. 양자 컴퓨팅이 주요 연구 분야이기는 하지만, 연구실의 범위는 광자 컴퓨팅 및 뉴로모픽 컴퓨팅과 같은 고전적이면서도 획기적인 기술까지 확장됩니다.
양자 컴퓨팅 탐구
맥마흔 교수의 연구는 양자 정보 처리를 위한 다양한 물리적 플랫폼을 탐구합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
- 반도체 소자의 스핀: 견고하고 확장 가능한 양자 컴퓨팅을 위해 반도체 내 스핀의 양자 특성을 연구합니다.
- 초전도 회로: 고유한 양자 특성을 활용하여 초전도 회로를 큐비트로 활용할 가능성을 탐색합니다.
- 양자 광학 시스템: 빛과 광자의 힘을 이용하여 양자 컴퓨터와 통신 네트워크를 구축합니다.
이러한 각 플랫폼은 고유한 과제와 기회를 제시합니다. 맥마흔 연구실은 각 접근 방식의 근본적인 물리적 한계를 탐구하고 실험적 역량의 경계를 넓히는 데 전념하고 있습니다. 하드웨어 개발 외에도 연구실은 노이즈가 많고 중간 규모의 양자(NISQ) 장치 시대와 결함 허용 양자 기계의 장기적인 비전 모두에서 양자 컴퓨터의 응용 분야를 이해하는 데 깊이 관여하고 있습니다. 주요 연구 분야에는 최적화 문제, 양자 시뮬레이션 및 머신 러닝 알고리즘을 혁신할 수 있는 양자 컴퓨터의 잠재력이 포함됩니다.
리처드 파인만이 처음 구상한 양자 시뮬레이션은 연구실 양자 컴퓨팅 연구의 핵심으로 남아 있습니다. 양자 화학 및 응축 물질 물리학과 관련된 강력하게 상관된 시스템을 모델링하는 양자 시뮬레이터의 능력은 획기적인 과학적 발견과 공학적 발전에 대한 엄청난 가능성을 제시합니다. 이는 기존의 전산 물리학의 혁신적인 영향력을 반영하지만, 이제는 양자 역학의 향상된 힘을 갖추고 있습니다.
고전적 비전통 컴퓨팅
양자 컴퓨팅 노력과 더불어 맥마흔 연구실은 고전적인 비전통 컴퓨팅 기술도 탐구합니다. 지적 호기심과 실제 응용에 대한 열망에 의해 추진되는 이 연구 부서는 이러한 새로운 기술이 최적화 및 머신 러닝 작업에 특히 중점을 두고 실제 연산에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 조사합니다. 양자 및 고전적 영역 모두를 포괄하는 이러한 이중 접근 방식은 피터 K. 맥마흔과 그의 팀을 컴퓨팅 혁신의 최첨단에 위치시킵니다.
주요 출판물: 획기적인 연구
맥마흔 교수의 활발한 연구 활동은 수많은 영향력 있는 출판물에 반영되어 있습니다. 그의 최근 연구 작품 중 일부는 다음과 같습니다.
- Microwave signal processing using an analog quantum reservoir computer: 아날로그 양자 리저버 컴퓨터를 이용한 마이크로파 신호 처리 연구 (Senanian et al., 2023)
- Image sensing with multilayer, nonlinear optical neural networks: 다층, 비선형 광학 신경망을 이용한 이미지 센싱의 잠재력 입증 (Wang et al., Nature Photonics, 2023)
- Deep physical neural networks trained with backpropagation: 역전파 알고리즘으로 학습된 심층 물리 신경망 개발 선도 (Wright et al., Nature, 2022)
- An optical neural network using less than 1 photon per multiplication: 광학 신경망에서 초에너지 효율적인 연산 달성 (Wang et al., Nature Communications, 2022)
- A quantum annealer with fully programmable all-to-all coupling via Floquet engineering: 고급 양자 어닐링 아키텍처 개발 (Onodera et al., npj Quantum Information, 2020)
- The Capacity of Quantum Neural Networks: 양자 신경망의 능력에 대한 이론적 연구 (Wright & McMahon, 2019)
- Experimental investigation of performance differences between Coherent Ising Machines and a quantum annealer: 코히어런트 이징 머신과 양자 어닐러 간의 성능 차이 실험적 조사 및 벤치마킹 (Hamerly et al., Science Advances, 2019)
- A fully programmable 100-spin coherent Ising machine with all-to-all connections: 코히어런트 이징 머신 기술의 획기적인 발전 시연 (McMahon et al., Science, 2016)
이러한 출판물은 첨단 컴퓨팅의 이론 및 실험 영역을 아우르는 맥마흔 교수의 광범위하고 심층적인 기여를 보여줍니다.
수상 및 표창: 탁월함의 기념
맥마흔 교수의 획기적인 연구는 다음과 같은 수많은 권위 있는 상과 표창으로 인정받았습니다.
- IUPAP Early Career Scientist Prize for Applied Aspects on Laser Physics and Photonics (2022): 레이저 물리학 및 광자 응용 분야에 대한 그의 중요한 기여 인정
- Office of Naval Research Young Investigator Program Award (2022): 해군 응용 가능성이 있는 그의 혁신적인 연구 지원
- Sloan Research Award (2022): 초기 경력 성과 및 연구 리더로서의 잠재력 인정
- Packard Fellowship in Science and Engineering (2021-2026): 장기적인 연구 비전에 대한 상당한 자금 지원 및 인정
- CIFAR Azrieli Global Scholar (Quantum Information Science) (2020-2022): 양자 정보 과학 분야의 선도적인 연구자들의 글로벌 네트워크에 합류
- Google Quantum Research Award (2019-2020): 양자 컴퓨팅 연구 이니셔티브 지원
이러한 수상 경력은 과학계에서 피터 K. 맥마흔의 선구적인 업적의 중요한 영향력과 인정을 강조합니다.
교육: 전문성의 기반
- 케이프타운 대학교 전기 및 컴퓨터 공학 학사 (공학); 전기 공학 석사 (공학); 컴퓨터 과학 석사 (2003-2008)
- 스탠포드 대학교 전기 공학 석사 (2008-2010)
- 스탠포드 대학교 전기 공학 박사 (물리학 부전공) (2010-2014)
- 스탠포드 대학교 응용 물리학 박사후 연구원 (2014-2019)
전기 공학, 컴퓨터 과학 및 물리학 분야에서 맥마흔 교수의 포괄적인 교육 배경은 그의 학제 간 연구 노력에 대한 견고한 기반을 제공합니다.
뉴스 속의 피터 K. 맥마흔: 최근 주요 뉴스
맥마흔 교수의 연구와 업적은 뉴스 매체에 자주 소개되어 그의 연구의 영향력을 강조합니다.
Optica, 피터 맥마흔을 2025년 아돌프 롬브 메달 수상자로 선정
피터 맥마흔은 광학 및 광자 분야에 대한 뛰어난 공헌을 인정받아 Optica(구 OSA)에서 권위 있는 2025년 아돌프 롬브 메달 수상자로 선정되었습니다. 이 메달은 이 분야에서 그의 혁신적인 연구와 리더십을 입증하는 증거입니다. Optica, 피터 맥마흔을 2025년 아돌프 롬브 메달 수상자로 선정에 대해 자세히 알아보기
엘리너 리처드 ’25, 2024년 Optica 여성 학자로 선정: 피터 K. 맥마흔 교수의 멘토링 인정
데이비드 뮬러 교수님의 지도와 피터 K. 맥마흔 교수님의 멘토링 아래, 엘리너 리처드 ’25는 2024년 Optica 여성 학자로 선정되었습니다. 이는 차세대 과학자 양성에 대한 맥마흔 교수님의 역할을 강조합니다. 엘리너 리처드 ’25, 2024년 Optica 여성 학자로 선정: “우리는 모두 우리가 믿는 것보다 훨씬 더 많은 것을 할 수 있습니다.”에 대해 자세히 알아보기
피터 K. 맥마흔 교수의 이미지 처리 연구용 광학 신경망
광학 신경망, 이미지 처리에 대한 가능성 제시: 피터 K. 맥마흔 교수가 주도한 연구
피터 K. 맥마흔 교수의 지휘 아래 코넬 대학교 연구진은 이미지 처리를 위한 광학 신경망에서 획기적인 성과를 거두었습니다. 이 혁신적인 기술은 이미지 감지 및 분석에 혁명을 일으킬 잠재력이 있습니다. 광학 신경망, 이미지 처리에 대한 가능성 제시에 대해 자세히 알아보기
피터 K. 맥마흔 교수의 지속적인 연구와 리더십은 양자 및 고전적 영역 모두에서 첨단 컴퓨팅의 지형을 계속해서 형성하고 가능성의 경계를 넓힐 것을 약속합니다. 혁신과 교육에 대한 그의 헌신은 그를 미래 기술의 핵심 인물로 자리매김합니다.
