IBM와 시카고 대학교, 오류 수정 논리 큐비트로 검증된 양자 우위 시연

IBM과 시카고 대학교 연구진은 7월 30일 진정한 양자 우위의 시연이라고 설명하는 성과를 발표했다. 이는 최고의 고전 시뮬레이션 방법의 실용적 한계를 넘어서면서도 결과가 정확하다는 검증 가능한 확신을 제공하는 계산이었다. 'Sampling hard circuits with verifiably high fidelity'라는 제목의 논문에 자세히 설명된 이 성과는, 고전 컴퓨터가 단순히 계산을 다시 수행해 결과를 확인할 수 없을 때 그 결과가 정확함을 어떻게 증명할 것인가라는, 이전의 양자 우위 주장들을 괴롭혀온 문제를 다루고 있다.

연구팀은 70개의 논리 큐비트를 인코딩하기 위해 새로운 오류 수정 방법을 사용해 일반적으로 양자 계산을 손상시키는 잡음으로부터 이를 보호했으며, 양자 회로가 얼마나 복잡한지를 나타내는 두 가지 기준인 2,415회의 논리 이중 큐비트 연산과 468회의 논리 'T 게이트'를 수행하는 데 이를 활용했다. 전체 계산은 약 15분 만에 완료됐으며, 연구진은 이 실행 시간이 주요 고전 컴퓨팅 방법을 사용할 경우 실행 불가능한 시간이 필요할 것이라고 말한다. 특히 달성된 논리 오류율은 기본 물리 오류율보다 약 10배 낮아, 오류 수정 방식 자체가 대규모에서도 의도한 대로 작동했음을 보여준다.

이 결과는 지금까지 수행된 것 중 가장 큰 규모의 오류 수정 시연 중 하나이자, 검증하기 어려운 틈새 작업에서 단순히 더 빠른 것이 아니라 일반 슈퍼컴퓨터의 능력을 넘어서는 문제에 대해 신뢰할 수 있는 양자 컴퓨터로 나아가는 한 걸음으로 평가받고 있다. 연구진은 사용된 큐비트의 단순한 규모가 아니라 계산 자체와 함께 개발된 검증 방법이야말로, 결과를 독립적으로 확인할 수 있는지에 대한 회의론에 직면했던 이전의 양자 우위 주장과 이번 결과를 구별짓는 요소라고 말한다.