Google, 양자컴퓨팅 핵심 단계 오류 약 40분의 1로 줄여

Google의 Quantum AI 팀이 Willow 프로세서에서 시험한 기법을 통해 양자 연산의 핵심 요소를 준비하는 과정에서 발생하는 오류를 약 40분의 1로 줄였다. Science에 발표된 이번 결과는 이 분야의 주요 병목 중 하나를 더 효율적으로 해결하는 방법을 보여준다.

양자컴퓨터는 오류가 발생하기 쉽다. 일부 필수 연산을 안정적으로 수행하려면 ‘매직 상태’라는 특수하게 준비된 양자 상태가 필요하다. 이를 만드는 데는 양자컴퓨터의 기본 구성 단위인 큐비트가 많이 필요하고, 시간도 상당히 걸렸다.

‘매직 상태 배양’이라는 새 방법은 더 작은 큐비트 집단 안에서 이러한 상태를 만든다. 서로 연계된 측정으로 오류를 감지해 잘못된 시도를 걸러낼 수 있다. 이번 실험은 Google 연구진이 2024년에 제안한 접근법을 실제로 구현한 것이다.

앞선 이론 연구에서는 이 배양 기법을 사용하면 중요한 양자 프로그램을 기존에 예상했던 큐비트 수의 10분의 1만으로 실행할 수 있을 것으로 제시됐다. 다만 이러한 절감 가능성은 실용적인 대규모 연산에서는 아직 입증되지 않았다.

넘어야 할 과제도 있다. 실험에서 후속 작업에 적합한 고품질 상태를 만들어낸 비율은 전체 실행 횟수의 8%에 불과했으며, Willow가 실제로 유용한 문제를 풀려면 오류율을 더 낮춰야 한다. 그럼에도 이번 실증은 신뢰할 수 있는 양자컴퓨터에 필요한 하드웨어를 줄이는 구체적인 경로를 제시한다.