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Nikkei X-TECH_2023.2.23

구글, 양자 오류 정정에 성공
양자컴퓨터의 실용화에 한 걸음 다가섰다

구글은 2월 22일(미국 시간), 큐비트의 오류를 정정하는 '양자 오류 정정' 실험에 성공했다고 발표했다. ‘표면 부호’라고 불리는 알고리즘을 사용해 양자 게이트 조작의 에러율을 저감시켰다고 한다. 양자 오류 정정은 실용적인 양자컴퓨터를 만들어내기 위해 불가결한 기술이다.

‘0’과 ‘1’을 중첩해 유지할 수 있는 큐비트는 에러가 발생하기 매우 쉽기 때문에 실용화를 위해서는 복수의 물리적 큐비트를 사용함으로써 에러를 보완하는 양자 오류 정정 기술이 필요하다. 정보가 장시간 보존되는 논리적 큐비트를 1개 실현하려면 물리적 큐비트가 1,000개 필요하다고 알려져 있다.

구글은 이번에 72개의 물리적 큐비트와, 물리적 큐비트 간의 접속을 제어하는 튜너블 커플러(Tunable coupler)가 121개 탑재된 ‘3세대 시카모어(Sycamore) 양자 프로세서’를 사용해 표면 부호 방식의 양자 오류 정정을 실행. 양자 게이트 조작의 에러율을 저감시키는 데 성공했다. 아직 논리적 큐비트를 실제로 작성할 수 있었던 것은 아니지만, 논리적 큐비트의 이른바 ‘프로토타입’을 작성할 수 있었다고 한다.

구글은 2019년, 현행의 컴퓨터로는 불가능한 계산을 양자컴퓨터를 이용해 실행하는 '양자 초월성'을 달성했다고 발표했다. 구글은 양자 초월성을 실용적인 양자컴퓨터를 실현하기 위한 제1의 마일스톤으로 정의하고 있다.

이번에 달성한 양자 오류 정정은 제2의 마일스톤이라고 할 수 있다. 구글은 2025년 이후, 제3의 마일스톤으로서 1,000개의 물리적 큐비트를 탑재한 머신을 개발해 논리적 큐비트 1개를 작성하는 것을 목표로 하고 있다.

논리적 큐비트를 100개 정도까지 늘릴 수 있게 된다면 실용적인 애플리케이션을 양자컴퓨터로 실행할 수 있다라고 한다. 구글은 2021년에 실용적인 양자컴퓨터를 2029년 안에 구현하겠다는 로드맵을 공개했다. 그리고 그 목표를 향해 현재 착실하게 진보하고 있다.

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