KIST, 양자컴서 IBM 극복하나...오류수정 필요없는 16차원 '큐디트' 기술 첫 확보 작성일 11-05 169 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">기존 0과1로 계산하는 기존 2차원 '큐비트'계산법 대체 성공</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="qIX8iOKG7P"> <p dmcf-pid="BU4ElpaVz6" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)현재 IBM이나 구글의 양자컴퓨팅에서 최대 관건은 큐비트 오류 완화와 수정 기술 확보다. 그러나 큰 진전은 아직까지 없다.</p> <p dmcf-pid="bRAXuMTNu8" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 이 같은 오류 완화나 수정 자체가 필요없는 새로운 방식의 양자컴퓨팅 기술을 개발해 관심이다.</p> <p dmcf-pid="KAhz8j3Iz4" dmcf-ptype="general"><span>한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 양자기술연구단 임향택 박사 연구팀이 기존보다 적은 자원으로도 원자 간 결합거리와 바닥 상태 에너지를 화학적 정확도로 추정할 수 있는 양자컴퓨팅 알고리즘을 구현하는데 성공했다고 5일 밝혔다.</span></p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="9y0ejT6FFf" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="새로운 양자컴퓨팅 방식을 개발한 연구진. 왼쪽부터 KIST 임향택 책임연구원, KIMM 김병주 선임연구원, KIST 허강민 핵생연구원(제1저자)." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/ZDNetKorea/20241105120123913nhnt.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="BxTFbiHE0v" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/ZDNetKorea/20241105120123913nhnt.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 새로운 양자컴퓨팅 방식을 개발한 연구진. 왼쪽부터 KIST 임향택 책임연구원, KIMM 김병주 선임연구원, KIST 허강민 핵생연구원(제1저자). </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="2h5PLC2XuV" dmcf-ptype="general">현재 IBM이나 구글의 양자컴퓨팅에서 최대 관건은 양자 오류 완화 및 수정 기술이다. 양자<span> 컴퓨터는 연산 공간이 커지면서 오류가 급격히 증가하는 단점이 있기 때문이다.</span></p> <p dmcf-pid="V6oyF8Cnu2" dmcf-ptype="general">이를 극복하기 위해 고전 컴퓨터와 양자컴퓨터의 장점을 결합한 VQE(Variational Quantum Eigensolver) 방식이 등장했다. VQE는 ‘변분 양자 고유값 계산기’라는 의미다. 양자 컴퓨팅 프로세서(QPU)와 고전 컴퓨팅 프로세서(CPU)를 함께 사용해 더 빠른 계산을 수행하도록 고안된 하이브리드 알고리즘이다.</p> <p dmcf-pid="fMjHUxvau9" dmcf-ptype="general">IBM과 구글을 비롯한 글로벌 연구팀들이 초전도, 이온 트랩 등 다양한 양자 시스템에서 이를 연구하고 있다.</p> <p dmcf-pid="4iDtBJGkpK" dmcf-ptype="general">하지만 큐비트 기반의 VQE는 현재 광자 시스템에서 최대 2큐비트, 초전도 시스템에서는 12큐비트까지 구현된 상태다. 더 많은 큐비트와 복잡한 연산이 필요한 경우 오류 문제가 발생, 확장이 어렵다는 한계가 있다.</p> <p dmcf-pid="8VJlZ2meFb" dmcf-ptype="general">KIST 연구팀은 큐비트 대신 큐디트(Qudit)라는 고차원 양자 정보를 활용하는 방식을 도입했다.</p> <p dmcf-pid="6PgW36hLUB" dmcf-ptype="general">큐디트는 기존 큐비트가 표현할 수 있는 0과 1 외에도 0, 1, 2 등 여러 상태를 가질 수 있는 양자 단위로 복잡한 양자 계산에 유리하다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="P32AIFLKuq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KIST 연구진이 공간 광변조기를 이용해 궤도각운동량 큐디트 상태를 바탕으로 양자처리장치를 구현했다. (그래픽=KIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/ZDNetKorea/20241105120125151hobz.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="7yH4JsbY3x" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/ZDNetKorea/20241105120125151hobz.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KIST 연구진이 공간 광변조기를 이용해 궤도각운동량 큐디트 상태를 바탕으로 양자처리장치를 구현했다. (그래픽=KIST) </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="QT3RNv8t7z" dmcf-ptype="general"><span>연구팀은 광자의 궤도각 운동량 상태를 이용해 큐디트를 구현했다. 홀로그램 이미지를 통해 광자의 위상을 조절함으로써 차원을 확장했다. 이를 통해 복잡한 양자 게이트 없이도 높은 차원의 계산이 가능해져 오류를 줄일 수 있었다.</span></p> <p dmcf-pid="xWpdAyP3U7" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 방법으로 4차원에 해당하는 수소 분자와 16차원에 해당하는 리튬 하이드라이드(LiH) 분자의 결합 거리를 추정하는 양자화학 계산을 VQE로 수행했다. 이는 광자 기반 VQE를 통해 16차원 계산을 구현한 첫 사례다.</p> <p dmcf-pid="yF9jOtnbzu" dmcf-ptype="general">연구진은 "IBM, 구글 등 기존의 VQE는 화학적 정확도를 위해 오류 완화 기술이 필요했지만, KIST 연구팀의 VQE는 별도 오류 완화 없이도 정확도를 확보했다는 의미가 있다"고 설명했다.</p> <p dmcf-pid="Wu8DSUNfUU" dmcf-ptype="general">연구진은 "적은 자원으로도 높은 정확도를 얻을 수 있는 방법을 제시해, 분자 특성이 중요한 산업에 폭넓게 적용될 가능성을 보여준다"며 "기후 모형화와 같은 복잡한 문제 해결에도 유용할 것"으로 기대했다.</p> <p dmcf-pid="YH7nEGMU3p" dmcf-ptype="general">KIST 임향택 박사는 “적은 자원으로도 화학적 정확도에 도달 가능한 큐디트 기반 양자컴퓨팅 기술을 확보함으로써, 신약 개발과 배터리 성능 개선 등 다양한 실용적인 분야에 활용되기를 기대한다”고 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="G0VcC3o9F0" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="궤도각운동량 큐디트 기반 VQE 실험 구성도. 16차원에 해당하는 4차원 수소 분자와 같은 실험 구성으로 LiH 분자 모델의 바닥 상태 에너지를 추정하는데 성공했다.(그래픽=KIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/ZDNetKorea/20241105120126498pehl.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="z46wvuj43Q" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/ZDNetKorea/20241105120126498pehl.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 궤도각운동량 큐디트 기반 VQE 실험 구성도. 16차원에 해당하는 4차원 수소 분자와 같은 실험 구성으로 LiH 분자 모델의 바닥 상태 에너지를 추정하는데 성공했다.(그래픽=KIST) </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="H76wvuj4p3" dmcf-ptype="general"><span>연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 KIST 주요 사업, 한국연구재단 양자컴퓨팅기술개발사업 등으로 수행됐다. </span></p> <p dmcf-pid="XxNGpQSgzF" dmcf-ptype="general">연구 성과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances, IF: 11.7 JCR 분야 상위 7.8%)에 게재됐다.</p> <p dmcf-pid="Z0VcC3o9pt" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 개인정보위, 월급쟁이부자들·박차컴퍼니에 과징금 처분 11-05 다음 개인정보위, 월급쟁이부자들 등 플랫폼 운영사 2곳에 과징금 11-05 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
