IQM, 클라우드용 Emerald 프로세서의 54개 큐비트 전체를 얽힘 상태로 만들어

IQM은 Emerald 시스템이 54개 큐비트 전체에서 충실도 0.516의 GHZ 상태를 만들어 얽힘 임계값 0.5를 넘겼으며, 이 성능을 클라우드 사용자에게 제공한다고 밝혔다.

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IQM Quantum Computers는 10월 29일 클라우드로 접근할 수 있는 IQM Emerald 시스템이 초전도 칩의 54개 큐비트 전체를 하나의 회로에서 얽힘 상태로 만들었다고 발표했다. Nasdaq에 IQMX로 상장된 이 핀란드 기업은 이번 결과를 모든 큐비트가 함께 작동할 때도 프로세서가 품질을 유지한다는 증거로 제시하며, 이제 클라우드 고객도 동일한 칩 전체 성능을 이용할 수 있다고 밝혔다.

발표 내용

시연에서는 대규모 얽힘을 검증하는 표준 스트레스 테스트인 Greenberger–Horne–Zeilinger(GHZ) 상태를 만들었다. 이 상태에서는 모든 큐비트가 나머지 모든 큐비트와 상관관계를 가져야 한다. IQM의 발표에 따르면 측정된 충실도는 판독 오류 완화(REM)를 적용했을 때 54개 큐비트 전체에서 0.516, REM 없이 40개 큐비트에서 0.515였다. 두 값 모두 잡음이 아닌 진정한 다중 큐비트 얽힘을 보여 주는 데 흔히 쓰이는 임계값 0.500을 넘는다.

IQM은 지금까지 Emerald에서 비슷한 시연을 하는 사용자가 하나의 알고리즘에서 안정적으로 쓸 수 있는 큐비트가 약 30개였다고 설명했다. 회사는 또한 대형 칩을 이용한 연구에서도 훨씬 많은 큐비트가 있음에도 10~20개만 사용하는 경우가 많다고 지적했다.

기술적 세부 사항

회사는 이번 성과를 자동화된 상태 준비 루틴 덕분으로 돌린다. 이 루틴은 2큐비트 게이트를 고를 때 게이트 충실도와 큐비트 유휴 시간을 비교하고, 상태를 구성하는 동안 유휴 시간이 최소가 되도록 큐비트와 게이트 순서를 함께 선택한다. IQM의 공개 벤치마크 문서에는 현재 보정 데이터를 활용하며 Emerald 같은 정사각 격자 프로세서에 권장되는 GHZ 회로용 '트리' 방식이 소개돼 있다.

IQM에 따르면 이번 결과는 약 1년에 걸친 하드웨어 및 보정 작업에도 기반한다. 새로운 보정 방법론, 개선된 게이트 세트, 동적 디커플링과 큐비트 선택 같은 오류 감소 도구의 폭넓은 사용 등이 포함된다. 회사는 이러한 변화로 프로세서의 양자 연산 오류율이 최대 50% 낮아졌다고 밝혔다.

IQM의 최고기술책임자 Craig Ciesla는 "칩 전체를 얽힘 상태로 만든다는 것은 모든 큐비트와 그 사이의 모든 연결이 같은 회로 안에서 올바르게 작동해야 한다는 뜻"이라고 말했다.

왜 중요한가

GHZ 상태는 장치 전체에 대한 까다로운 시험이다. 약한 큐비트나 커플러 하나만 있어도 충실도가 임계값 아래로 떨어질 수 있기 때문이다. 상용 클라우드 시스템이 전체 규모에서 이 기준을 넘었다는 것은, 신중하게 고른 일부가 아니라 칩 전체에서 알고리즘을 실행하려는 사용자에게 유용한 신호다. IQM은 이번 결과를 상용 양자컴퓨터에서 보고된 가장 강력한 결과 중 하나라고 표현했는데, 이는 회사 자체의 평가다.

주목할 점

충실도 여유가 크지 않고 54큐비트 수치는 판독 오류 완화에 의존하므로, 진정한 시험대는 클라우드 사용자의 독립적인 재현이 될 것이다. IQM은 자동화된 상태 준비를 AI 기반 에이전트형 보정을 포함한 양자 시스템 튜닝 자동화라는 더 넓은 노력과 연결하고 있으며, 그 후속 성과를 지켜볼 만하다.