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누군가에게 때지난해 12월 미국 라스베이거스에서 열린 아마존 웹 서비스(AWS) 콘퍼런스./AP 연합뉴스
양자 컴퓨터가 빅테크 기업들의 경연장이 됐다. 구글과 마이크로소프트(MS)에 이어 아마존이 양자 컴퓨터 연구 성과를 국제 학술지에 발표했다.
아마존 웹 서비스(AWS) 연구진은 기존 방식보다 훨씬 효율적인 양자 오류 수정 방법을 개발했다고 국제 학술지 ‘네이처(Nature)’에 27일 발표했다.
기존 컴퓨터는 전자가 없거나 있는 것을 0과 1 비트(bit) 단위로 표현하지만, 양자 컴퓨터는 0과 1이 중첩될 수 있는 큐비트(qubit)를 쓴다. 큐비트가 늘면 계산
신한카드 연체 능력이 획기적으로 늘어난다. 하지만 치명적 단점이 있다. 큐비트가 아주 작은 소음이나 미세한 진동에도 깨지기 쉬워 오류에 매우 취약하다. 이 점에서 양자 오류 정정이 필수적이다.
기존의 오류 정정 방식은 큐비트 수십 개를 추가로 사용한다. 정보를 큐비트 한 개에만 저장하면 오류가 발생할 때 복구하기 힘들어 정보를 큐비트 여러 개에 나눠 저
자연산 광어 장하기 때문이다. 이는 계산 효율을 낮추고 하드웨어 요구량을 크게 늘려 양자 컴퓨터의 상용화를 어렵게 만들었다.
AWS 연구진은 양자 오류 정정을 위해 캣(cat) 큐비트를 사용했다. 캣 큐비트는 ‘슈뢰딩거의 고양이’에서 영감을 받은 개념이다. 슈뢰딩거는 양자 상태를 고양이가 죽었으면서도 살아있는 것과 같다고 비유했다. 이와 비슷하게 캣
저축은행파산신청 큐비트는 두 개의 양자 상태가 동시에 존재한다. 일반적인 큐비트는 0과 1과 같은 두 상태가 중첩돼 존재하지만, 동시에 존재하진 않는다.
캣 큐비트는 0이 1로, 또는 1이 0으로 바뀌는 것과 같은 ‘비트 플립 오류’에 매우 강하다. 예를 들어 0이 1로 바뀌더라도, 처음에 동시에 존재하던 1 역시 0으로 바뀌면서 균형을 유지하기 때문이다
론스토어 . 대신 양자 상태의 위상이 뒤집혀 계산의 부호가 달라지는 ‘페이즈 플립 오류’는 자주 발생한다. 일반 초전도 방식의 큐비트는 비트 플립과 페이즈 플립 오류 모두 자주 발생한다.
연구진은 캣 큐비트의 페이즈 플립 오류를 집중적으로 수정하는 오류 수정 코드를 설계했다. 초전도 양자 회로에 캣 큐비트를 배열한 뒤 나타나는 오류를 자동으로 감지
한국장학재단 대학원 장학금 하고 수정하도록 한 결과, 캣 큐비트 5개만으로 오류율을 1.75%에서 1.65%로 줄이는 데 성공했다. 기존 방식에서는 동일한 성능을 위해 추가 큐비트 수십 개가 필요했지만, 캣 큐비트는 훨씬 더 적은 자원으로 해낸 것이다.
허준 고려대 전기전자공학부 교수는 이번 연구에 대해 “캣 큐비트가 자연적으로 비트 플립 오류를 억제하는 효과에 페이즈 플립을 수정할 수 있는 코드를 결합해 오류율을 낮추는 데 성공했다”며 “아마존이 사용하는 방식에 구글, IBM의 오류 정정 방식을 합쳐 효율적인 양자 오류 정정을 구현한 하이브리드 방식”이라고 설명했다.
연구진은 “이 방식은 확장 가능성이 뛰어나기 때문에 대규모 양자 컴퓨터에도 적용할 수 있다”며 “페이즈 플립 오류를 수정하는 성능을 최적화하면 오류 없이 안정적으로 작동하는 내결함성 양자 컴퓨팅(FTQC)에 한 걸음 더 다가갈 것”이라고 밝혔다.
참고 자료
Nature(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-08642-7
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