전자통신연, 양자컴퓨팅 8광자 큐비트 칩 개발 '세계 처음'

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 양자컴퓨팅 8광자 큐비트 칩을 세계 최초로 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 실리콘포토닉스 양자칩을 확장해 광자 8개를 제어할 수 있는 시스템을 완성했다고 4일 밝혔다.

또 8개의 광자에 의해 발생하는 양자 현상들을 실험 중이다.

ETRI는 2큐비트 및 4큐비트 양자얽힘 연구 성과를 발표한 이후 8큐비트로 확장된 칩을 제작해 6큐비트 양자얽힘 현상을 이번에 확인했다.

연구진이 8큐비트 생성 및 제어 양자칩을 개발해 6큐비트 양자얽힘 현상을 확인한 것은 실리콘 기반 광기술 집적회로 기준으론 세계 최초의 성과다.

광자가 가는 길을 두 개로 나누어 위로 가면 0, 아래로 가면 1로 표현하는데, 4큐비트는 빛이 가는 길이 위와 아래를 합쳐 총 8개, 8큐비트는 16개인 셈이다. 연구진은 큐비트 간 양자적으로 서로 강하게 얽힌 상태를 칩 내에서 구현했다.

광자기반 기술은 양자컴퓨터를 만드는 방법 중 가장 유력한 기술 중 하나다. 손톱만 한 크기의 실리콘 칩에 광자기반 양자 회로를 포함한 실리콘 포토닉스 양자 칩을 만들고 여러 개의 양자 칩들을 네트워크로 연결해 범용 양자컴퓨팅을 구현하는 기술이다.

연구진은 10mm×5mm 크기의 8큐비트 집적회로를 만들어 총 8개의 광자에서 발생하는 양자 현상들을 연구하고 있다.

연구진은 향후 기술의 완성도를 높여 올해 중 16큐비트 칩 개발에 도전하고 이후 32큐비트로 확장 개발해 양자 기계학습(ML)을 포함한 양자컴퓨팅 응용 연구에 이용할 계획이다.

윤천주 ETRI 양자기술연구본부장은 “향후 기술적 완성도를 제고해 양자컴퓨터를 통해 외국의 사례처럼 5년 내 클라우드 서비스를 계획 중"이라며 "실험실 규모라도 시스템이 돌아가도록 만들어 새로운 영역의 학문개척에 나설 방침”이라고 말했다.

이번 성과를 주도한 ETRI 양자컴퓨팅연구실 이종무 박사는 “양자컴퓨터의 실제적인 구현을 위한 연구가 전 세계적으로 앞다퉈 진행 중"이라며 "큐비트의 노이즈로 인한 연산 오류를 극복하는 양자컴퓨팅 구현과 상용화를 위해서는 아직도 많은 연구가 필요하다”고 했다.

이번 연구 성과는 세계적인 학술지 '포토닉스 리서치'와 '에이피엘 포토닉스'에 게재됐다.

memory4444444@news1.kr