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[IT뉴스]韓-美 연구진, 하이브리드형 오류정정기술 첫 개발…"범용 양자컴에 한 발 더"
온카뱅크관리자
조회:
8
2024-10-06 12:01:16
<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KIST-서울대-미국 시카고대 공동…기존 대비 4배 성능 구현</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="ZlsXqonbFf"> <p dmcf-pid="5CrG7nJqzV" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)<span>양자 컴퓨터 속도가 슈퍼컴퓨터보다 30조 배나 빠르지만, 크게 두 가지 문제가 있다. 하나는 범용성이 없다는 점이다. 특정한 분야에 특화돼 사용된다. 다른 하나는 큐비트(연산 최소단위)가 깨지기 쉬워 오류가 많다는 점이다.</span></p> <p dmcf-pid="1M8gOU0CU2" dmcf-ptype="general">또 큐비트를 생성하는 방법은 광자나 초전도, 이온트랩 등 다양한 방법이 있다. 그러나 현재는 서로 호환성이 없다.</p> <p dmcf-pid="t4KdE1Zwu9" dmcf-ptype="general">한미 연구진이 이 문제 해결의 단초를 내놨다. 양자 컴퓨터의 범용성과 실용성을 확보하기 위해 반드시 돌파해야 하는 양자오류정정 기술을 세계 처음 개발했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="F4KdE1ZwUK" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="양자컴퓨터의 핵심인 하이브리드형 오류정정기술을 개발한 오KIST 이승우 박사(왼쪽)와 이재학 박사." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/06/ZDNetKorea/20241006120118785ppck.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="VpHOX8f57L" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/06/ZDNetKorea/20241006120118785ppck.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 양자컴퓨터의 핵심인 하이브리드형 오류정정기술을 개발한 오KIST 이승우 박사(왼쪽)와 이재학 박사. </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="3rcv3RxpFb" dmcf-ptype="general">한국과학기술연구원(KIST,원장 오상록)은 양자기술연구단 이승우 박사 연구팀(제1저자 : 이재학 선임연구원)과 미국 시카고대 리앙징 교수 및 서울대 정현석 교수 연구팀과 공동으로 '결험허용 양자컴퓨팅 아키텍처'를 개발했다고 6일 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="0AoOX8f5uB" dmcf-ptype="general"><strong>■연구배경</strong></p> <p dmcf-pid="pkaC5P8tFq" dmcf-ptype="general">최근 몇 년 새 전 세계에서 양자컴퓨팅 기술을 선도하는 국가와 기업은 모두 양자오류정정 기술 확보전에 돌입했다. 양자컴퓨터가 슈퍼컴보다 엄청 빠른 장점은 있지만, 양자 상태에 입력된 큐비트가 외부 영향에 취약하고 잡음과 오류가 쉽게 발생하는 단점이 있다.</p> <p dmcf-pid="UiMcSBzTFz" dmcf-ptype="general">이 같은 오류가 양자컴퓨팅 시스템의 규모가 커질수록 오류가 기하 급수적으로 증가한다는 것이다.</p> <p dmcf-pid="uBU6gWTN37" dmcf-ptype="general">이 오류를 해결하기 위한 방법으로 물리 큐비트 여러 개 모아 오류정정 부호를 입력하는 이산변수 방식(DV)과 단일모드에 모두 모아 처리하는 연속변수방식(CV)이 있다. DV는 IBM이나 구글, 큐에라, PSI퀀텀 등이 지향하는 방식이다. CV는 아마존이나 자나두가 이 방법을 채택했다.</p> <p dmcf-pid="7XyU8DkPUu" dmcf-ptype="general">그러나 한미 연구팀은 DV와 CV를 통합해 하이브리드형으로 오류를 정정하는 '결함허용 양자컴퓨팅 아키텍처'를 개발했다.</p> <p dmcf-pid="zVBRcZHEFU" dmcf-ptype="general"><strong>■연구내용</strong></p> <p dmcf-pid="qqp8oyva3p" dmcf-ptype="general">이 하이브리드 기술은 DV와 CV의 장점을 통합했다.</p> <p dmcf-pid="BQfLm0FOF0" dmcf-ptype="general">이승우 박사는 "하이브리드 퓨전 기법을 활용, 하이브리드 큐비트를 연결해 DV와 CV의 양자 얽힘 상태를 만들어 적용했다"며 "큐비트의 오류 정정 조작 방식도 하이브리드에 적합하게 설계했다"고 말했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="bz04LTSg73" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="DV 큐비트와 CV 큐비트를 동시에 활용하는 하이브리드 큐비트를 기반으로 한 결함허용 양자컴퓨팅 아키텍처. 하이브리드 퓨전 기법을 활용해 하이브리드 큐비트를 연결, 오류 정정이 가능한 격자 구조를 형성했다.(그래픽=KIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/06/ZDNetKorea/20241006120121614nmnb.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="HQwnr3tsU8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/06/ZDNetKorea/20241006120121614nmnb.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> DV 큐비트와 CV 큐비트를 동시에 활용하는 하이브리드 큐비트를 기반으로 한 결함허용 양자컴퓨팅 아키텍처. 하이브리드 퓨전 기법을 활용해 하이브리드 큐비트를 연결, 오류 정정이 가능한 격자 구조를 형성했다.(그래픽=KIST) </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="KBU6gWTNFF" dmcf-ptype="general">이 박사는 "수치 시뮬레이션 결과 광학 기반 양자컴퓨팅에 하이브리드 방식을 적용할 경우 기존 대비 최대 4배 높은 광자 손실 임계값을 달성했다"며 "같은 수준의 논리 오류율을 달성하는 데 필요한 자원도 13배 이상 감소한다"고 설명했다.</p> <p dmcf-pid="92qMAXGkzt" dmcf-ptype="general">연구팀은 또 광자 기반 뿐만 아니라, 광자-초전도, 광자-이온트랩 등의 이종 시스템 간의 하이브리드 가능성도 세계 처음 제시했다.</p> <p dmcf-pid="2wASFMQ071" dmcf-ptype="general">범용 양자컴퓨팅으로 가는 길을 제시한 셈이라는 것이 연구진의 설명이다. 연구팀은 향후 광자-초전도 등 이종간 양자컴퓨팅 구현 방법을 추가 연구로 구현할 계획이다.</p> <p dmcf-pid="VsEypdRu75" dmcf-ptype="general">제1저자인 이재학 박사와 이승우 박사는 <span>“양자컴퓨팅 개발에 새로운 방향성을 제시한 연구”라며, “규모있는 양자컴퓨터의 개발과 실용화를 위해서는 서로 다른 플랫폼의 장점을 통합하는 하이브리드 기술이 중요해질 것"으로 예측했다.</span></p> <p dmcf-pid="f5Y7PrDx0Z" dmcf-ptype="general"><span>이 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 KIST 주요 사업과 양자기술협력사업으로 수행됐다. 연구 성과는 국제 학술지 'PRX Quantum' 8월2일자로 게재됐다.</span></p> <p dmcf-pid="4qp8oyvaUX" dmcf-ptype="general">KIST는 현재 '양자 오류정정 핵심기술 개발’을 위한 국제공동연구센터를 주관하고 있다. 미국 시카고대, 서울대, 캐나다 양자컴퓨팅 기업 자나두(Xanadu)가 파트너 기관으로 참여했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="8lsXqonbuH" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="하이브리드 방식과 기존 광기반 방식의 결과를 비교한 광손실 결함허용 임계값 및 자원 소모량 그래프. 하이브리드 방식은 기존 방식에 비해 4배 이상의 광손실 결함허용 임계값을 달성했다. 자원 소모량 측면에서도 13배 이상 크게 향상됐다.(그래픽=KIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/06/ZDNetKorea/20241006120122896tmfg.jpg" data-org-width="639" dmcf-mid="Xzp8oyvaU4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/06/ZDNetKorea/20241006120122896tmfg.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 하이브리드 방식과 기존 광기반 방식의 결과를 비교한 광손실 결함허용 임계값 및 자원 소모량 그래프. 하이브리드 방식은 기존 방식에 비해 4배 이상의 광손실 결함허용 임계값을 달성했다. 자원 소모량 측면에서도 13배 이상 크게 향상됐다.(그래픽=KIST) </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="6WlF2ANfUG" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p>
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