처음으로 '진짜 문제' 푼 양자컴퓨터…매듭이론 계산 성공 작성일 04-12 141 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">퀀티뉴엄, 수학 난제 '존스 다항식' 양자 알고리즘 계산</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="pqQQ9Z3Ich"> <p contents-hash="47a4b0f0dcf5653a89d6e565525929e90279783f0c41b9bcaef7b25cb6e26620" dmcf-pid="UBxx250CoC" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=남혁우 기자)퀀티뉴엄(Quantinuum)이 양자컴퓨터를 활용해 위상수학 분야에서 난제로 꼽힌 매듭 이론(knot theory)을 양자 알고리즘으로 계산하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="bf7c955cab9901632de32b492c64244a17233f411f5f122dda9070b36d42e17d" dmcf-pid="ubMMV1phkI" dmcf-ptype="general">이는 그동안 이론으로만 존재하던 알고리즘이 처음으로 실제 양자 하드웨어에서 구현된 사례다. 처음으로 양자컴퓨터가 단순 성능평가가 아닌 실제 의미 있는 수학 문제를 다룰 수 있음을 실험적으로 보여준 사례라는 평가다.</p> <p contents-hash="b9a8ef7b8f6f59f6f8ae2608259b4ee5c95dc097b6ee8a7dbe413db2f183460f" dmcf-pid="7KRRftUlgO" dmcf-ptype="general">12일 퀀티뉴엄은 '적은 양자 연산으로, 더 큰 이점(Less Quantum, More Advantage)'이라는 논문을 아카이브에 게재했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a814f68176b43af4121ebd8f8960f933b8e7f56c5ea98e6f4a26dbd4a55f82dc" dmcf-pid="z9ee4FuSos" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="퀀티뉴엄의 H2 양자 프로세서(이미지=퀀티뉴엄)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/12/ZDNetKorea/20250412121545059gmdy.jpg" data-org-width="639" dmcf-mid="1iDoM7KGkM" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/12/ZDNetKorea/20250412121545059gmdy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 퀀티뉴엄의 H2 양자 프로세서(이미지=퀀티뉴엄) </figcaption> </figure> <p contents-hash="834b716364acba62ac2ab315970e0b75be8f4fd893685b8c79009c208a2aa7cc" dmcf-pid="q2dd837vam" dmcf-ptype="general">해당 논문은 양자컴퓨터 H2-2를 활용해 매듭 이론의 핵심 계산 문제인 존스 다항식(Jones Polynomial)을 계산한 결과를 담고 있다. 퀀티뉴엄은 이를 통해 매듭의 위상학적 특성을 구별해내는 데 성공했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="6e7da07928e7aeb0b8e2855e8cac34b60642f1f96ae560c418dc1fbd36d24acb" dmcf-pid="BVJJ60zTgr" dmcf-ptype="general">네이처 등 과학전문 저널은 해당 연구가 단순한 속도 평가나 샘플링 테스트를 넘어 양자컴퓨터가 실제로 복잡한 수학 문제를 해결하는 데 사용될 수 있다는 가능성을 보여준 첫 사례 중 하나로 주목했다.</p> <p contents-hash="3e8a5affda024a60435af7904b87a53efaa4e44c5f097e8365b0951b52c769e8" dmcf-pid="bfiiPpqygw" dmcf-ptype="general">매듭 이론은 한 줄의 폐곡선이 3차원 공간에서 어떻게 엉킬 수 있는지를 수학적으로 분석하는 분야다. 이때 매듭의 구조를 정량적으로 구별하기 위해 사용되는 대표적인 계산식이 바로 존스 다항식이다.</p> <p contents-hash="792d00697516a25ff3ab2322e31378aa7f1e7232c7515408be4877d2d2598395" dmcf-pid="K4nnQUBWgD" dmcf-ptype="general">매듭의 교차 방식에 따라 계산되는 이 다항식은 수학, 물리학, 생물학을 비롯해 DNA 구조 분석에서도 핵심적인 역할을 한다.</p> <p contents-hash="fbd9ffaaf67d57e05f7ac86780330b7d0431c44b7718509938fb4812565c1bc8" dmcf-pid="98LLxubYkE" dmcf-ptype="general">다만 이 다항식을 계산하는 과정은 매우 복잡하다. 특히 매듭의 교차점 수가 많아질수록 경우의 수는 기하급수적으로 증가하며, 존스 다항식을 정확히 계산하는 문제는 #P-하드(#P-hard)로 분류된다. 고전 컴퓨터로는 실용적인 시간 내에 해답을 구하기 어려운 문제라는 뜻이다.</p> <p contents-hash="b9d7d0395469dc4e7aa73da4962f08438d07698cec92347770bcdff4aae7875b" dmcf-pid="2dkkL26Fck" dmcf-ptype="general">퀀티뉴엄은 이번에 해당 알고리즘을 실제 하드웨어에 맞춰 구현하고, 교차점이 최대 600개에 이르는 복잡한 매듭의 존스 다항식을 계산하는 데 성공했다. 연구진은 매듭의 교차 패턴을 양자 연산 시퀀스로 변환하는 알고리즘을 구축하고 이를 양자컴퓨터 H2-2에서 실행해 측정된 확률값을 바탕으로 다항식 근사값을 추출했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="e3ec66c50c3d2d26b82bd6a5a279485199f659153460f7400952be1baa727281" dmcf-pid="VJEEoVP3Ac" dmcf-ptype="general">논문에 따르면 이 과정에서 최대 16개의 큐비트와 340개의 2-큐비트 양자 게이트를 포함한 회로가 사용됐으며, 다양한 종류의 에러 완화 기법이 적용됐다.</p> <p contents-hash="04c3b08078481a09661984f1155e88473101766563d55ecc598da485b5e6ec25" dmcf-pid="fiDDgfQ0cA" dmcf-ptype="general">대표적으로 양자 상태 중 유효한 계산만을 유지하고 나머지를 제거하는 '피보나치 기반 상태 제한', 위상 오류를 줄이는 '켤레 트릭(Conjugate Trick)', 비정상 상태를 검출해 배제하는 '비피보나치 오류 검출' 등의 기법이 활용됐다.</p> <p contents-hash="cb42d9b75a3f22432795be122c4bb16784e257d6f8bca2bc4f023ae6fcd8cc3c" dmcf-pid="4nwwa4xpjj" dmcf-ptype="general">퀀티뉴엄 연구진은 고전 컴퓨터 기반의 텐서 네트워크 알고리즘(mpo-proj)과 양자 알고리즘(cfev)을 비교해, 양자컴퓨터가 계산 시간, 메모리, 에너지 효율 면에서 우위를 가질 수 있음을 정량적으로 분석했다.</p> <p contents-hash="1d7d4ce103fdc656dd9407d204d2752bc842f500601ef5436757142521dfc911" dmcf-pid="8LrrN8MUNN" dmcf-ptype="general">연구 결과에 따르면 교차점 수가 2천400~3천개 이상의 매듭의 경우, 양자 알고리즘이 고전 방식보다 더 적은 시간과 메모리, 에너지로 계산을 수행할 수 있었다. 특히 고전 알고리즘은 복잡도가 높아질수록 메모리 사용량이 급증해 실행 불가능한 경우가 발생한 반면, 양자 알고리즘은 비교적 안정적으로 계산을 수행했다.</p> <p contents-hash="3b13ea311bb29909f221f5f179d59eee5483660e39cdd44be93e42668c9d21ee" dmcf-pid="6ommj6Ruoa" dmcf-ptype="general">이번 연구가 주목받는 이유는, 단순히 양자컴퓨터가 빠르다는 시연이 아니라 실제 수학적 난제를 계산 가능하게 만들었다는 점에 있다.</p> <p contents-hash="fcc568ed504524c515ebb0ad23a5e31959107c85b7980dffcdd2f389f5776c45" dmcf-pid="PgssAPe7cg" dmcf-ptype="general">지금까지 발표된 여러 양자우월성 실험들은 대부분 양자컴퓨터에 유리하게 설계된 특수한 샘플링 문제를 대상으로 했다.</p> <p contents-hash="35973e0f8163c3041398374ebac622b0fc788d4038147505b033465d5f3b75d5" dmcf-pid="QaOOcQdzco" dmcf-ptype="general">반면 퀀티뉴엄은 수학, 물리, 생물학 등 다양한 분야에서 실질적 응용이 가능한 문제를 양자 알고리즘으로 계산했고, 고전 알고리즘과의 비교 분석을 통해 양자의 실질적 효용성을 검증하려는 노력을 병행했다.</p> <p contents-hash="4d2983897b20802bce91e7c3c0adb883c47d1516f3ebe9d2118f4f07bd3b6af6" dmcf-pid="xNIIkxJqjL" dmcf-ptype="general">퀀티뉴엄의 콘스탄티노스 메이차네치디스 과학 제품 개발 책임자는 "이번 연구는 단순한 양자 속도 시연이 아니라, 양자컴퓨터가 실제 수학 문제를 계산할 수 있음을 보여주는 첫 단계"라며 "이제 양자컴퓨터가 실제로 문제를 계산하기 시작했다"고 강조했다.</p> <p contents-hash="9d32890b57151976e7d5adc122ac759d65ec1f334c1962883f872b8f64e718f5" dmcf-pid="y0VV7yXDcn" dmcf-ptype="general">일리아스 칸 최고제품책임자는 "올해 말 차세대 양자컴퓨터 헬리오스를 출시할 예정"이라며 "더 많은 큐비트와 정교한 회로가 가능해지면 기존에는 다룰 수 없는 수준의 매듭 문제도 실용적으로 계산할 수 있을 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="ab02c49eeea1ebfd74a2e69fc75f370e2f8a971168aa86bd3f2294eb322e2c21" dmcf-pid="WpffzWZwci" dmcf-ptype="general">남혁우 기자(firstblood@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 김용건, '전현무계획2'에서 소탈한 먹방과 입담 과시...전현무와 곽튜브 감동 04-12 다음 키키 이솔·수이, 오늘(12일) ‘음악중심’ MC 출격 04-12 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
