KISTI 류훈 박사 등 국제공동연구팀

슈퍼컴 활용해 실용화 가능성 입증

국제 공동연구팀이 슈퍼컴퓨터를 이용해 양자컴퓨터를 구현하는 핵심 시스템의 동작 안전성을 이론적으로 입증하는데 성공했다.

한국과학기술정보연구원(KISTI)은 국가슈퍼컴퓨팅연구소 류훈 박사와 호주 뉴사우스웨일즈대, 미국 퍼듀대 등으로 구성된 국제 공동연구팀이 쉽게 구할 수 있는 실리콘 물질을 이용해 양자컴퓨터를 실용화할 수 있는 가능성을 슈퍼컴퓨터로 입증했다고 22일 밝혔다.

‘실리콘을 기반으로 한 다중 큐비트 시스템의 구현’이 가능함을 증명한 이번 연구결과는 세계적 학술지 ‘네이처(Nature)’ 4월 14일자에 게재됐다.

양자컴퓨터는 현존하는 컴퓨터보다 계산 성능이 월등히 뛰어나 모든 컴퓨팅과학의 정점이자 인공지능의 서막을 알리는 ‘꿈의 컴퓨터’로 불리고 있다. 트랜지스터로 만들어진 게이트 대신 양자를 연산자로 사용하기 때문에 양자컴퓨터를 실용화하기 위해선 기존 컴퓨터의 비트와 같은 역할을 하는 정보의 기본단위인 ‘큐비트(Qubit)’의 안전성이 담보돼야 한다. 이에 인(P) 원자를 집적한 실리콘-인 기반의 다중 큐비트 시스템이 대안으로 떠올랐지만 이론적으로 입증한 사례는 나오지 않았다.

최근 캐나다에서 초전도체를 기반으로 한 다중 큐빗 시스템을 개발하는 데 성공했지만 제작 비용이 비싸고 정보의 지속성이 낮다는 한계가 있다.

호주 뉴사우스웨일즈대는 이번에 정보 유지 시간이 길면서 제작 비용은 상대적으로 낮은 실리콘을 기반으로 한 다중 큐빗 시스템을 개발했다. KISTI는 슈퍼컴퓨터를 활용해 이 시스템의 동작 타당성을 검증하기 위한 독자적인 소프트웨어를 개발하고 퍼듀대와 같이 계산연구를 수행하는 방법으로 시스템이 이론적으로 가능함을 입증했다.

류훈 박사는 “이번 연구결과는 2~3개의 인 원자를 집적한 것으로 실리콘 기반의 양자컴퓨터 개발을 위한 기본단계”라며 “더 많은 인 원자를 가진 큐비트 시스템의 성능을 계산해 실리콘 기반 양자컴퓨터의 확장성을 높이기 위한 가이드라인을 확보할 계획”이라고 말했다.

유주경 기자 willowind@ggilbo.com

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