호주 시드니대 연구팀, 양자컴퓨팅 ‘소음’ 문제 해결 실마리 제공
‘IBM Q 익스피리언스’ 플랫폼 이용…새로운 양자 알고리즘 개발
호주 시드니대학교 연구진이 양자컴퓨팅 분야 난제 가운데 하나인 ‘소음’ 문제를 해결할 수 있는 실마리를 찾았다. 향후 대규모 양자컴퓨터 개발에 크게 기여할 전망이다.
호주 시드니대학교의 로빈 하퍼 박사 연구팀은 양자컴퓨팅 관련 핵심 과제로 꼽히는 소음 문제에 대처하는 방안을 제시함으로써 소음 통제를 통한 양자컴퓨팅 시스템 개선 가능성을 열었다고 10일(현지시간) 영국 일간지 인디펜던트 등 주요 외신이 보도했다.
연구성과는 국제학술지 ‘네이처 피직스(Nature Physics)’ 10일자에 ‘Efficient learning of quantum noise’라는 제목의 논문으로 게재했다.
현재 양자컴퓨터는 미세한 진동이나 소음만으로도 오류가 발생할 수 있어 상용화하는 데 어려움이 있다.
특히 소음 문제는 대규모 양자컴퓨터 개발에 걸림돌로 작용해 왔다. 다시 말해 큐비트(양자컴퓨팅의 최소 정보 단위)는 소음 등에 민감해 쉽게 손상되고 오류가 생기기 때문에 양자컴퓨팅 시스템을 안정적으로 사용하려면 우선 소음을 제거해야 한다.
소음은 큐비트와 시스템이 크면 클수록 더욱 문제가 된다. 즉 대규모 양자컴퓨터를 구축하는 데 있어 큰 장애물인 셈이다. 이 같은 소음 문제 해결을 위해서는 소음(간섭‧불안정)이 양자시스템 전반에 어떤 영향을 미치는지 이해할 필요가 있다. 이에 관한 정보는 지금까지 매우 작은 소형 디바이스에 한해 적용됐었다.
연구팀은 'IBM 퀀텀 익스피리언스(IBM Quantum Experience, IBM Q 익스피리언스)' 플랫폼을 이용해 훨씬 더 큰 대규모 양자컴퓨팅 디바이스에서 작동할 수 있는 새로운 양자 알고리즘을 개발했다. 대규모 시스템 전체의 소음을 특징짓는 최초의 양자 알고리즘이다.
연구팀은 이번에 개발한 양자 알고리즘이 대규모 시스템 내에서 소음을 성공적으로 진단할 수 있다는 사실을 발견했다. 하퍼 박사는 “이번 연구 결과가 기존의 양자 디바이스는 물론 그 이상에서 실행할 수 있는 확장 가능한 진단 알고리즘을 처음 구현한 것”이라고 설명했다.
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