양자 - 양자 컴퓨터 - 양자 오류 정정(Quantum Error Correction:QEC)

(개념) 양자 비트(큐비트) 노이즈로 인해 발생하는 결맞음 깨짐(decoherence) 현상을을 효과적으로 제어하고 정정하는 메커니즘

(Next Step)

 

• 실용적 양자 컴퓨팅 달성을 위해 확장성, 빠른 디코딩, 신드롬 추출 충실도, 비-클리포드 오버헤드 감소가 중요.
• 다양한 QEC 전략이 공존하는 상황이며, 특정 응용·하드웨어에 최적화된 방식이 살아남을 가능성.
• 한국은 민관 협력과 전략적 투자로 QEC 중심 생태계 도약 중.

 

 

CSS(Calderbank-Shor-Steane) 부호는 고전 부호 이론을 양자 부호에 적용하여 효율적인 오류 정정 구조를 제공함.

 

확장 가능한 QEC 구조

• 표면 부호는 실용적 접근, QLDPC는 이론적 효율성.
• Panteleev-Kalachev(2022) 논문에서 qLDPC 부호의 가능성 수학적으로 증명.

내결함성 양자 컴퓨팅 (FTQC)

• 양자 문턱 정리: 물리적 오류율이 임계값보다 낮으면 임의의 길이 계산을 논리적으로 수행 가능.
• 문턱 정리 기반 요소:
  • 연쇄적 QEC 구조
  • 병렬 실행
  • 보조 큐비트 초기화
• 마법 상태 증류(Magic State Distillation, MSD):
  • 비-클리포드 게이트 구현에 필수
  • 15-to-1, 5-to-1 프로토콜 등 다양

 

• KIST는 광자 QEC 분야에서 세계 최고 수준 기술력 보유.
• 국내 기업: SDT, OQT, KQC, 큐비스택, 큐노바 등 실용 생태계 구축 중.

 

 

 

출처 요약 

• 권혁준, 한국폴리텍대학 교수, 주간기술동향, 정보통신기획평가원, 2025.07.30
• 주요 인용 논문: Shor(1995), Steane(1996), Panteleev & Kalachev(2022), IBM/Google/Microsoft Quantum Roadmap (2025), KIST/큐비스택 관련 보도자료(2024~2025)