양자컴퓨터는 복잡한 계산을 순식간에 처리할 수 있다. 하지만 아직까지 실제로 실현하려면 넘어야 할 과제가 많다. 그런데 IBM리서치가 이 중 가장 큰 숙제 하나를 해결했다고 한다.

양자컴퓨터가 해결해야 할 과제 가운데 하나는 섬세하고 애매한 양자의 세계에서 일어나는 것과 관계가 있다. 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터가 이용하는 비트(Bit) 대신 큐비트(Qubit)를 이용한다. 그런데 큐비트 하나는 0이나 1 또는 0과1 양쪽 값을 모두 가질 수 있다. 0과 1인 경우 0과 1 사이에는 위상관계가 있으며 이 정보에 따라 계산 속도는 극적으로 빨라진다.





하지만 0과 1인 경우에는 2가지 오류가 발생할 수 있다. 하나는 비트플립(bit flip)이라고 불리는 오류. 0과 1 또는 0이나 1 정보가 바뀌어 버리는 현상을 말한다. 다른 하나는 위상 관계 정보가 바뀌어 버리는 위상 플립(phase flip) 현상이다.

지금까지 이런 오류를 감지하는 방법은 따로 있었지만 둘을 동시에 감지하는 방법은 없었다. 하지만 신뢰할 만한 현실적인 양자 컴퓨터를 실현하려면 이들 2가지 오류를 동시 감지하는 건 필수다. 그런데 IBM이 이 방법과 이를 물리적으로 실현한 양자 비트 회로를 개발한 것.





IBM의 양자 비트 회로는 4분의 1인치 사방 칩에 초전도 큐비트 4개를 사각형 격자에 따라 배치, 2가지 양자 오류를 동시에 검출할 수 있다. 이들은 칩에 있는 큐비트 4개 중 2개를 코드 큐비트(code qubit), 나머지 2개를 신드롬 큐비트(syndrome cubit)로 지정한다. 이를 통해 2가지 오류를 동시 감지할 수 있다.

IBM이 개발한 양자 비트는 표준 실리콘 제조 기술을 이용해서 만들 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

이원영 IT칼럼니스트  b612@glasspad.co.kr

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