99.9% 신뢰도 98큐비트 양자컴퓨터…오류 극복 '성큼'

오류 없는 양자컴퓨터 개발을 향한 중요한 이정표가 될 고신뢰도 양자컴퓨터 기술이 공개됐다.

미국 에너지부 산하 샌디아 국립연구소와 양자컴퓨팅 기업 콴티눔(Quantinuum)은 17일(현지시간) 98큐비트(qubit) 양자컴퓨터 '헬리오스'(Helios)의 성능 평가 결과를 국제학술지 '네이처'에 발표했다.

연구 결과에 따르면 헬리오스는 단일 큐비트 연산에서 99.9975%, 2개 큐비트 연산에서 99.921%의 높은 정확도(fidelity)를 기록했다. 이는 헬리오스가 현재까지 콴티눔이 개발한 양자컴퓨터 중 가장 크고 신뢰할 수 있는 시스템임을 입증한 것이다.

이번 성과는 복잡한 문제를 해결할 수 있을 만큼 규모가 크고 신뢰성이 높은 '오류 없는 양자 컴퓨팅' 시스템을 구축하려는 미국 에너지부의 목표에 한 걸음 더 다가선 것으로 평가된다.

논문 공동 저자인 샌디아 연구소의 로빈 블룸-코호트 연구원은 "오늘날 양자컴퓨터에서 가장 중요한 측면은 속도가 아니라 신뢰도"라며 "양자컴퓨터는 미세한 오류로도 성능이 저하될 수 있다"고 설명했다.

샌디아 국립연구소는 이번 연구에서 헬리오스 시스템의 성능을 평가하고 인증하는 역할을 맡았다. 특히 양자컴퓨팅 오류를 수정하는 데 필수적인 '중간 회로 측정' 성능을 측정하는 새로운 벤치마킹 방법론을 제공했다.

샌디아 연구소와 콴티눔은 4년 전부터 공동 연구 개발 협약(CRADA)을 맺고 협력해왔다. 샌디아 연구소는 암호학, 제약 연구, 에너지 과학 등 국가 안보에 핵심적인 분야에서 양자 정보 과학의 기회와 위협을 평가하는 임무를 수행한다.

콴티눔의 헬리오스 수석 설계자인 토니 랜스포드는 "헬리오스는 기존 고전 컴퓨터 시뮬레이션만으로는 불가능한 영역에서 작동하며, 양자컴퓨터의 정확도와 복잡성에 대한 새로운 기준을 세웠다"고 밝혔다.