`양자컴퓨팅 실용화` 한발 더 앞으로

KIST, 오류정정 기술 개발
美 사이퀀텀 넘어 세계최고

미국의 사이퀀텀의 결과와 비교한 소모 광자수 대비 광손실 결함허용 임곗값 그래프로, KIST가 개발한 오류정정 입력 퓨전 기반 양자컴퓨팅은 최대 14%를 달성해 사이퀀텀의 임곗값 2.7%를 크게 넘어섰다. KIST 제공

KIST가 개발한 양자 오류정정 퓨전을 활용한 결함 허용 푸전 기반 양자컴퓨팅 아키텍처 설계도. KIST 제공

국내 연구진이 세계 최고 성능의 양자 오류 정정기술을 확보해 범용 양자컴퓨팅 실용화에 한발 짝 다가설 수 있는 세계 최고 성능의 양자 오류정정 기술을 내놨다. 양자컴퓨터 글로벌 선도기업인 사이퀀텀이 확보한 기술을 능가한다는 점에서 경쟁이 치열해지는 양자 오류정정 기술을 우리나라가 선도할 수 있는 발판이 될 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 이승우 박사 연구팀이 세계 최고 수준의 양자 오류정정 기술을 개발하고, 이를 기반으로 결함 허용 양자컴퓨팅 아키텍처를 설계했다고 29일 밝혔다.

양자 연산의 최소 단위는 큐비트에 입력된 정보는 빠르게 손실되고, 오류가 쉽게 발생하는데, 이를 개선해도 시스템 크기와 연산 규모가 커질수록 오류가 누적되면서 알로기즘 수행이 불가능해진다. 이를 해결하는 방법이 '양자 오류 정정'인데, 양자컴퓨팅 기술 선도국과 기업들은 양자 오류정정 기술 개발에 역량을 모으고 있다. 양자 오류정정이 수행되는 범용 양자컴퓨터 성능은 최대 결함 허용 임곗값으로 평가된다. 임곗값이 양자컴퓨팅에서 발생하는 오류를 얼마나 잘 보정할 수 있는지를 나타내며, 오류정정 기술고 아키텍처 설계가 우수할수록 높은 값을 가진다. 현재 미국의 양자 컴퓨터 개발 기업인 사이퀀텀은 광자의 얽힘 자원과 퓨전 기법, 오류 정정기술을 활용해 최대 광손실 임곗값이 2.7%인 것으로 보고되고 있다.

연구팀이 개발한 오류정정 기술과 양자컴퓨팅 아키텍처의 광손실 임곗값은 14%에 달해 사이퀀텀을 넘어서 세계 최고 성능을 기록했다. 세계에서 가장 높은 임곗값이다. 연구팀의 오류정정 기법은 동일한 광자 소모량으로 사이퀀텀보다 훨씬 우수한 자원 효율성을 보여 미국 등 양자분야 선도국가들의 기술보다 앞설 가능성을 제시했다.

특히 양자 오류정정 기술은 광자 기반뿐 아니라, 초전도, 이온덫, 중성원자 등을 활용한 양자컴퓨터 개발에 필수적 요소로, 우리나라가 독자적으로 범용 양자컴퓨팅 시스템을 구축하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.ㅌ됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr