IQM, 54큐비트 칩 전체 얽힘 구현…GHZ 충실도 0.516으로 기준선 넘었다

핀란드 양자컴퓨터 기업 IQM이 클라우드 초전도 양자 프로세서 ‘에메랄드(Emerald)’의 54개 큐비트를 모두 얽히게 하는 데 성공했다고 10월 29일 밝혔다. 54큐비트 GHZ(그린버거-혼-자일링거) 상태의 충실도는 0.516으로, 진짜 얽힘과 잡음을 가르는 기준선 0.500을 넘었다.

GHZ 상태는 여러 큐비트를 하나의 얽힘 상태로 묶어 대규모 얽힘을 재는 표준 시험이다. 충실도는 만든 상태가 목표 상태와 얼마나 일치하는지 0~1로 나타낸 값이고, 0.5는 진짜 얽힘으로 인정하는 문턱으로 쓰인다.

IQM에 따르면 40큐비트에서는 읽기 오류 완화(REM, 측정 오류를 통계적으로 보정하는 기법) 없이 충실도 0.515를 기록했고, 54큐비트에서는 REM을 적용해 0.516을 얻었다. 두 값 모두 기준선 0.500을 웃돌았다.

회사는 약 1년간의 하드웨어·보정 작업으로 양자 연산 오류율을 최대 50% 줄였다고 설명했다. 이제 클라우드 고객은 프로세서 일부가 아니라 전체 칩으로 계산을 실행할 수 있다. 비슷한 시연에서 사용자가 한 알고리즘에 안정적으로 쓸 수 있던 큐비트는 약 30개였다고 IQM은 밝혔다.

IQM 퀀텀 컴퓨터스(IQM Quantum Computers)의 최고기술책임자(CTO) 크레이그 시슬라(Craig Ciesla)는 “칩 전체를 얽힘(entanglement) 상태로 만든다는 것은, 동일한 회로 내의 모든 큐비트와 그들 사이의 모든 연결이 정확하게 작동해야 함을 의미합니다”라고 설명했다. 이번 성과는 자동화된 상태 준비 루틴과 개선된 보정(캘리브레이션) 프로토콜을 통해 달성되었으며, 이를 통해 유휴 시간을 최소화하고 얽힘 임계값 이상의 충실도(fidelity)를 유지할 수 있었다.

쓸 수 있는 큐비트 수는 풀 수 있는 문제의 크기를 좌우한다. 클라우드에서 전체 54큐비트를 쓸 수 있게 됐다는 점은 실사용 규모가 30큐비트대에서 칩 전체로 넓어졌다는 뜻이다. 다만 54큐비트 수치는 REM을 적용한 값이고 0.516은 기준선을 근소하게 넘는 수준이어서, 알고리즘 성능으로 이어질지는 별도 검증이 필요하다. 이번 결과는 IQM의 자체 발표이며, 독립 검증이나 동료 심사 논문은 원문에서 확인되지 않는다.

원문: IQM 보도자료

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