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오류정정

우주방사선, 양자 컴퓨팅의 새로운 위협으로 부상…오류 정정 기능 불능화

신뢰할 수 있는 오류 정정 기능은 양자 컴퓨터를 일상적인 용도에 사용하기 위해 해결해야 할 중요한 과제 중 하나이다. 그런데, 이 영역에서 양자 컴퓨팅 분야는 뜻하지 않은 방해로 어려움을 겪고 있다.    테크니카(Technica)의 보도에 따르면, 구글 양자 프로세서의 오류 정정을 시험하는 과정에서 전체 오류 정정 프로세스가 산발적으로 실패했다. 연구팀은 이런 실패를 자연 방사선 때문으로 보고 있다. 자연 방사선은 우주 방사선과 자연적으로 발생하는 방사성 동위원소의 붕괴 등을 말한다. 테크니카와 네이처 피직스에 따르면, 연구팀은 자연 방사선으로 인한 문제가 양자 연산의 오류 조정을 방해하기에 충분할 정도로 빈번하게 발생한다는 결론에 도달했다. 따라서 방사선의 영향을 제한할 수 있는 새로운 방안을 찾아야만 한다. 우주 방사선과 방사능은 전통적인 컴퓨터에도 문제가 되는데, 방사능이 물질과 부딪힐 때 전하가 유도하고 컴퓨터는 여기에 민감하게 반응하기 때문이다.  하지만 양자 컴퓨팅에서 사용하는 큐빗은 객체의 양자 상태 형태로 정보를 저장한다. 우주 방사선은 여기에도 영향을 미치지만, 메커니즘은 완전히 다르다. 우주 방사선은 포논이라 형태로 발생하는 진동 에너지를 생성하고, 이들 에너지는 또 결합을 통해 준입자를 형성한다. 준입자는 양자 컴퓨터 하드웨어와 에너지를 교환할 수 있기 때문에 혼란을 일으킨다.  하나의 큐빗에만 영향을 미친다면, 큰 문제가 아닐지도 모른다. 양자 컴퓨팅의 오류 정정이 단일 큐빗의 오류를 바로잡기 위한 것이기 때문이다. 하지만 준입자는 원래 위치 주변으로 팽창하며 여러 큐빗에 영향을 미친다. 오류 정정을 방해하기에 충분한 수준이다.  정확하게 어떤 일이 일어나는지 파악하기 위해 구글 연구팀은 프로세서에서 오류가 가장 적게 발생하는 큐비트 26개를 선택해 모두 단일 양자 상태로 만들었다. 그리고 프로세서를 잠시 유휴 상태로 두고 큐비트의 상태가 유지되는지 확인했다. 프로세서가 유휴 상태인...

양자컴퓨터 우주방사선 오류정정 2021.12.17

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