D-Wave, 이중 레일 큐비트 얽힘 게이트 실증…오류 정정 효율 연구 공개

D-Wave 공식 발표과 네이처에 게재된 동료심사 논문에 따르면, 연구진은 초전도 이중 레일 큐비트 두 개를 연결하는 얽힘 게이트를 실증했다. 양자 오류 정정은 실제 양자컴퓨터를 구현하는 데 필요한 핵심 과제로 꼽히지만, 오류를 찾아 고치기 위해 많은 물리 큐비트와 연산이 필요하다는 부담이 있다.

이번 연구의 대상은 두 개의 초전도 마이크로파 공동에 정보를 나눠 저장하는 이중 레일 공동 큐비트다. 이 구조에서는 계산 공간을 벗어난 손실 오류를 하드웨어 수준에서 감지할 수 있어, 오류의 위치를 아는 소거 오류로 다룰 수 있다. 논문은 이런 오류 구조가 두 큐비트 연산에서도 유지돼야 오류 정정의 이점이 이어진다고 설명한다.

연구진은 두 큐비트 사이에 제어-Z(CZ) 얽힘 게이트를 구현했다. 논문 초록에 따르면 게이트 동작 시간은 약 500나노초였고, 게이트당 소거 오류율은 약 0.5%, 남은 파울리 오류는 0.1% 미만으로 측정됐다. 비트 플립 오류는 10의 마이너스 6승 수준으로 보고됐다.

이 결과가 의미하는 바는 오류의 종류를 구분해 처리할 수 있는지에 있다. 논문은 소거 오류가 일반적인 파울리 오류보다 표면 부호 같은 오류 정정 코드에서 더 효율적으로 다뤄질 수 있다고 설명한다. 다만 실험 결과가 곧바로 대규모 오류 정정형 시스템의 성능을 보장하는 것은 아니다. 연구팀은 표면 부호 시뮬레이션을 통해 확장 가능성을 분석했다.

D-Wave는 이 연구를 게이트 모델 양자컴퓨팅 로드맵의 근거로 제시했다. 회사는 2032년까지 100 논리 큐비트 시스템을 목표로 한다고 밝혔지만, 이는 이번 논문의 실험 측정치와 구분해야 하는 향후 계획이다. 이번 발표는 초전도 기반 양자컴퓨팅에서 큐비트 수 확대뿐 아니라, 얽힘 연산 중에도 오류 정정에 유리한 특성을 보존하는 설계가 경쟁 축이 되고 있음을 보여준다.

출처: D-Wave https://www.dwavequantum.com/company/newsroom/press-release/d-wave-demonstrates-major-hardware-breakthrough-for-quantum-error-correction/
출처: Nature https://www.nature.com/articles/s41586-026-10822-y