IBM, 칩 간 양자 정보 전송에서 평균 99% 충실도 달성

AI 요약

IBM 연구진은 모듈형 양자컴퓨터를 확장하는 데 필요한 칩 간 연결을 시험했습니다. 칩 하나에 큐비트를 계속 추가하는 대신 여러 칩을 연결하는 방식입니다. 연구진은 각각 120큐비트를 갖춘 초전도 칩 두 개를 알루미늄으로 만든 길이 80cm의 L-coupler 네 개로 연결했습니다. 칩은 극저온 장치 안에 장착한 상태로 시험했으며, 양자 상태 전송의 평균 충실도는 99%, 최고치는 99.29%였습니다.

충실도(fidelity)는 전송 후 상태가 목표로 삼은 양자 상태와 얼마나 일치하는지를 나타냅니다. 따라서 이를 고전적 데이터 전송에서 비트 100개 중 99개가 성공했다는 뜻으로 읽으면 안 됩니다. 연구진은 연결선에서 에너지 손실이 적었고, 장치를 세 차례 가열·냉각한 뒤에도 작동했으며, 칩 사이에서 얽힘도 전송했다고 보고했습니다. 다만 자기 간섭이 신호 품질에 영향을 줬고 실제 적용 전 효율 개선이 필요하다고 밝혔습니다. 연구 결과는 동료 심사를 거치지 않은 논문 초안으로 공개됐습니다.

IBM은 이 연결 기술을 극저온 모듈을 잇는 데 활용하고, 궁극적으로 수백 개의 양자 칩을 연결해 2029년까지 오류 허용 양자컴퓨터를 구현한다는 목표를 제시했습니다. 이번 실험은 다중 연결 채널을 대형 초전도 프로세서에 적용한 시연입니다. 전체 계산의 신뢰성이나 오류 정정 성능을 입증한 결과는 아닙니다.

Reddit 반응

• @TigerLaoshi — 양자컴퓨팅에서 6시그마 같은 기준이 실제로 적용될까요? 제가 아는 범위에서는 양자컴퓨팅의 장점이 단일 연산의 속도보다 중첩과 얽힘을 이용한 대규모 병렬 처리에 있습니다. 그렇다면 같은 연산을 병렬로 여러 번 수행해 불확실성을 없애고 6시그마 수준의 신뢰성을 얻을 수 있지 않을까요?
• @SoilMassive6850 — 99%는 별로 인상적이지 않습니다. 기술이 진전됐다는 의미로는 괜찮을지 모르지만 실제 데이터 전송에는 쓸 수 없을 것 같습니다.
• @R-ten-K — 양자 상태 충실도와 일반적인 데이터 전송 정확도를 혼동하신 것 같습니다. 충실도는 결과 상태가 의도한 양자 상태와 얼마나 가까운지를 측정합니다. 성공적으로 전송된 비트의 비율이 아닙니다. 99% 충실도는 양자 인터커넥트에서 의미 있는 성과입니다. 99% 신뢰도의 데이터 전송을 뜻하지 않습니다.
• @SoilMassive6850 — 두 개념이 서로 대응하지 않는다고 해도 충실도 차이가 시간이 지나면서 크게 누적되지 않나요?
  • @R-ten-K — 네, 오류는 누적됩니다. 그래서 오류 허용 아키텍처와 오류 정정이 중요합니다. 99% 충실도는 출력이 의도한 상태와 얼마나 가까운지를 나타내며, 계산이 성공할 확률이 99%라거나 고전적 오류율이 1%라는 뜻은 아닙니다. 이 수치는 공학적 진전의 지표이지, 계산 전체의 신뢰성을 나타내는 값은 아닙니다.
• @ack4 — 부품의 평균 고장 간격이 수조 년 규모여야 상당히 신뢰할 수 있는 시스템을 만드는 업계에서 99%라니, 그다지 좋지 않은데요.

원문: ScienceAlert / 번역·요약: Trawling