김세용 교수 연구팀, 회로 수준 오류 임계확률 계산
국내 대학 연구진이 양자컴퓨터에서 발생하는 오류를 어느 수준까지 제어해야 안정적인 연산이 가능한지를 보여주는 이론적 기준을 제시했다.
세종대학교는 물리천문학과 김세용 교수 연구팀이 독일 아헨공대 연구팀과 공동으로 양자 오류 보정의 임계 한계를 계산했다고 20일 밝혔다.
양자컴퓨터는 외부 환경의 작은 영향에도 정보가 쉽게 흐트러져 연산 오류가 발생한다. 이를 바로잡는 기술이 ‘양자 오류 보정’이다. 오류가 일정 수준보다 낮으면 보정을 통해 양자정보를 안정적으로 유지할 수 있지만, 그 수준을 넘어서면 오류를 제대로 바로잡기 어렵다.
연구팀은 통계물리학의 계산모델과 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 실제 양자회로에서 나타날 수 있는 여러 오류를 분석했다. 이를 통해 양자 메모리가 정보를 안정적으로 유지할 수 있는 최대 오류 수준인 ‘임계확률’을 계산했다.
양자컴퓨터를 만들 때 개별 부품과 연산에서 발생하는 오류를 어느 정도 이하로 낮춰야 오류 보정이 제대로 작동할 수 있는지 기준을 제시했다는 것이 연구팀의 설명이다.
연구팀은 이번 결과가 양자컴퓨터 하드웨어의 성능 목표를 설정하고 오류 보정 기술을 설계하는 데 활용될 수 있다고 설명했다.
김 교수는 “양자 오류 보정의 이론적 한계를 구체화해 실용적인 양자컴퓨터 하드웨어 설계를 위한 이론적 토대를 마련했다”고 말했다.
연구 결과는 국제학술지 ‘npj 퀀텀 인포메이션(npj Quantum Information)’에 8월 5일 게재됐다.
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