유럽 3사, 실시간 양자 오류 수정 플랫폼 '서전큐' 만든다

유럽의 양자 컴퓨팅 관련기업 IQM 퀀텀 컴퓨터( IQM Quantum Computers), 리버레인(Riverlane), 취리히 인스트루먼트(Zurich Instruments)는 여러 실시간 양자 오류 수정 작업을 실행할 수 있는 최초의 양자 컴퓨팅 플랫폼인 서전큐(SurgeonQ) 프로젝트를 시작했다고 공동 발표했다.

6일(현지시각) 양자 컴퓨팅 전문 사이트 퀀텀 컴퓨팅 리포트 등에 따르면 유럽 3사의 이 협업은 양자 시스템을 실용적이고 상업적인 성능으로 확장하는 과제를 해결해 내결함성 양자 컴퓨팅을 발전시키는 것을 목표로 하고 있다.


양자 컴퓨터는 에너지 효율적인 신소재 설계부터 신약 개발, 복잡한 물류 시스템 최적화에 이르기까지 사회가 직면한 가장 어려운 문제들을 해결할 잠재력을 가지고 있다. 하지만 양자 컴퓨터의 능력을 제대로 발휘하기 위해서는 오류 없는 연산 능력이 필수적이다. 현재 최고의 성능을 가진 양자 컴퓨터조차 수백 번의 연산 중 오류가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 개발 중인 기술이 바로 '양자 오류 수정(QEC)' 기술이다.

QEC는 양자 컴퓨터의 오류를 실시간으로 감지하고 수정해 안정적인 연산 환경을 제공하는 기술이다. 그러나 현재 QEC 기술은 유연성과 낮은 지연 시간 사이의 균형을 이루어야 하는 과제를 안고 있다. 유연성은 동일한 설정으로 다양한 QEC 실험을 실행하는 것을 의미하며, 낮은 지연 시간은 오류 수정을 빠르게 처리하는 것을 의미한다. 기존 QEC 시스템은 유연성을 확보하기 위해 특정 작업만 실행하도록 제한돼 있어 대규모 내결함성 양자 컴퓨팅(FTQC)을 지원하는 데 어려움이 있었다.

서전큐Q 프로젝트는 이러한 문제를 해결하는 데 초점을 맞춘다. 이 프로젝트는 격자 수술이라는 QEC 실험에 기반한다. 격자 수술은 여러 개의 물리적 큐비트로 구성된 논리적 큐비트에서 작동하는 방식으로, 2차원 격자 내에서 큐비트 클러스터를 병합하고 재구성해 복잡한 논리 연산을 가능하게 한다. 서전큐Q 플랫폼은 실시간으로 여러 QEC 연산을 선택하고 IQM의 초전도 하드웨어에서 실행할 수 있는 격자 수술 플랫폼 개발을 목표로 한다.


서전큐 프로젝트의 성공은 3사의 결합된 전문성에 달려 있다.

리버레인: 양자 오류 정정 분야의 선두 기업인 리버레인은 실시간으로 양자 오류를 감지하고 수정할 수 있는 유연하고 효율적인 QEC 스택 델타플로우(Deltaflow)를 제공한다.

IQM 퀀텀 컴퓨터: 초전도 양자 컴퓨터 분야의 선두 기업인 IQM은 20큐비트 프로세서를 공급하고 실험 구현에 대한 전문 지식을 제공한다.

취리히 인스트루먼트: 양자 제어 시스템 분야의 선두 기업인 취리히 인스트루먼트는 양자 프로세서와 QEC 스택 간의 실시간 통신을 가능하게 하는 양자 컴퓨팅 제어 시스템을 통합해 신속한 오류 수정에 필수적인 환경을 구축한다.


서전큐는 3사의 기술 결합을 통해 마이크로초 단위의 QEC 사이클 시간을 달성하는 것을 목표로 한다. 이는 복잡한 QEC 작업을 실행하고 계산 속도 저하 없이 QEC 루틴을 원활하게 전환할 수 있게 한다. 프로젝트가 완료될 때쯤에는 리버레인, IQM, 취리히 인스트루먼트는 QEC 구현을 수천 개의 논리적 큐비트로 확장하는 로드맵을 구축하여 상용 내결함성 양자 시스템 개발에 박차를 가할 계획이다.


퀀텀 컴퓨팅 리포트에 따르면 리버레인의 엔지니어링 부사장 마르코 기바우디는 "서전큐 출시는 양자 컴퓨팅의 가장 어려운 장벽 중 하나인 양자 오류 수정을 실험적 프로토타입에서 실용적이고 배포 가능한 플랫폼으로 발전시키는 것을 극복하기 위한 흥미로운 단계"라며 "IQM 퀀텀 컴퓨터 및 취리히 인스트루먼트와의 이번 협력은 양자 컴퓨터를 상업적 용량으로 확장하는 데 필요한 기술과 로드맵을 계속 개발하는 데 있어 중요한 시작점이 될 것"이라고 말했다.

IQM 퀀텀 컴퓨터의 양자 솔루션 부사장 이네스 드 베가는 "우리는 오류 수정 기술 발전에 큰 진전을 이루고 있으며 최근 몇 년 안에 내결함성을 달성하기 위한 야심찬 로드맵을 발표했다"며 "이 프로젝트에서 리버레인 및 취리히 인스트루먼트와의 협력이 이러한 노력을 크게 진전시킬 것으로 믿는다"고 말했다.

취리히 인스트루멑트의 최고기술책임자(CTO) 플라비오 히어는 "우리는 양자 기술의 최전선을 발전시키는 데 전념하는 회사로서 획기적인 서전큐 프로젝트에 기여하게 되어 기쁘다"며 "리버레인의 최첨단 QEC 전문성을 최첨단 양자 컴퓨팅 제어 시스템과 통합하여 확장 가능하고 실시간 양자 오류 수정의 다음 단계를 향해 노력하고 있다. 취리히 인스트루먼트, 리버레인, IQM의 협업을 통해 모든 파트너가 유용한 양자 컴퓨팅을 달성하는 궁극적인 목표를 향해 나아갈 수 있을 것"이라고 말했다.


오류 수정 양자 컴퓨팅의 잠재적 경제적 영향은 막대하며 2040년까지 글로벌 시장 가치가 최대 8,500억 파운드(약 1,530조 원)에 이를 것으로 추정된다. 양자 컴퓨터는 잠재적으로 보다 효율적인 산업 공정을 가능하게 만들어 에너지 사용과 CO₂ 배출량을 크게 줄일 수 있다.

서전큐 프로젝트는 전 세계 양자 연구 및 상용화 노력에 즉각적인 혜택을 가져올 것으로 기대된다. 첨단 기술 일자리 창출, R&D 성장, 전략적 국제 협력을 촉진함으로써 이 이니셔티브는 리버레인, IQM, 취리히 인스트루먼트를 양자 기술 발전의 핵심 주체로 자리매김하게 한다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com