옥스퍼드대, 세계 최고 정밀도의 양자 연산 기록

에러율 6백70만분의 1 달성, 양자 컴퓨터 상용화에 한 걸음 더 

 

▶ 영국 옥스퍼드대 물리학과 연구팀이 양자 컴퓨터의 핵심 기술인 큐비트 제어에서 세계 최고 수준의 정밀도를 기록했다고 발표함

 

▶ 연구팀은 단일 큐비트 연산에서 1회 오류 발생률이 약 670만분의 1(0.000015%)에 불과한 세계 최고 정밀도의 기록을 달성했는데, 이는 10년 전 같은 팀이 세운 이전의 세계 기록(100만분의 1)보다 약 10배 향상된 수치임

 

▶ 이번 연구 결과는 국제 학술지 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters) 6월호에 게재되었으며, 양자 컴퓨터의 실용화를 앞당길 수 있는 중요한 이정표로 평가받고 있음

 

▶ 이번 실험에서 사용된 큐비트는 칼슘 이온으로, 수명이 길고 안정적인 특성 덕분에 양자 정보 저장에 적합함. 기존 큐비트 제어에는 주로 레이저가 사용되었지만, 이번 실험에서는 전자기파인 마이크로파를 사용해 안정적이고 정밀하게 제어할 수 있었음. 연구팀에 따르면 이 기술은 실온에서 자기 차폐 없이도 작동하며, 상용화 관점에서 기술적 장벽을 낮출 수 있음

 

▶ 이번 성과에 대해 논문 제1 저자이자 박사과정 연구원인 몰리 스미스(Molly Smith)는 “정밀도가 크게 향상됨에 따라 오류 수정에 필요한 인프라를 줄일 수 있어, 미래에는 저비용으로 더 작고 빠른 양자 컴퓨터를 만들어 낼 수 있을 것”이라고 설명했음

 

▶ 연구팀은 2019년 스핀아웃(spin-out) 기업인 ‘옥스퍼드 아이오닉스(Oxford Ionics)’를 설립해 상용 양자 컴퓨터 플랫폼 개발에 박차를 가하고 있음

 

▶ 하지만 연구팀은 이번 결과가 전체적인 양자 컴퓨터 완성에 있어 하나의 퍼즐 조각일 뿐이라는 점을 강조했음. 단일 큐비트 연산의 정밀도는 크게 향상되었지만, 두 큐비트 간 상호작용인 이큐비트 연산 오류율은 아직 2,000회 중 1회(0.05%) 수준으로 높기 때문임. 완전한 오류 내성(fault-tolerant) 양자 컴퓨터를 실현하려면 이 부분의 개선이 필수적임

 

▶ 이번 연구는 영국 정부의 ‘국가 양자 기술 프로그램’의 일환으로 추진 중인 ‘UK 양자 컴퓨팅 및 시뮬레이션 허브’의 지원을 받아 수행되었음

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