IQM, 양자 오류 정정 기술 혁신으로 오류 내성 양자 컴퓨팅 시대 앞당긴다

노형석 기자

작성일 2026-06-25 08:02

초전도 양자 컴퓨터 분야의 선도 기업인 IQM 퀀텀 컴퓨터스(IQM Quantum Computers)가 양자 오류 정정 분야에서 획기적인 성과를 발표하며, 실용적이고 대규모의 오류 내성 양자 컴퓨팅 구현 가능성을 제시했다.

arXiv에 공개된 이번 연구는 IQM 연구진과 베를린 자유대학교, 에든버러대학교, 마인츠 요하네스 구텐베르크대학교 연구진이 공동으로 진행했다. 연구진은 '방향성 타일 코드(directional tile codes)'라는 새로운 양자 오류 정정 코드 계열을 개발했으며, 이는 양자 컴퓨팅의 핵심 과제 중 하나인 오류 문제를 해결하는 데 기여할 것으로 기대된다.

이번 연구 결과에 따르면, IQM의 크리스털(Crystal) 프로세서에 탑재된 최근접 iSWAP 게이트만을 사용하더라도, 방향성 타일 코드는 기존의 서피스 코드(surface code) 대비 논리 큐비트당 오류율을 최대 1000배까지 낮출 수 있다. 이는 추가 하드웨어 없이도 큐비트 오버헤드를 크게 줄일 수 있음을 의미한다.

IQM 퀀텀 컴퓨터스의 최고 과학자인 이네스 데 베가 박사는 "양자 오류 정정 코드의 효율성과 확장성, 그리고 하드웨어 아키텍처에서의 구현 가능성은 매우 중요하다"며, "방향성 타일 코드는 실용적인 최근접 연결성만을 활용하면서도 논리 오류율을 최대 1000배까지 낮출 수 있는 돌파구를 제시하며, 이는 확장 가능한 오류 내성 양자 컴퓨팅을 향한 중요한 진전"이라고 밝혔다.

IQM은 생산 수준의 양자 시스템 구축과 기반 과학 발전이 동일한 목표를 이루기 위한 두 축이라고 믿으며, 선도적인 학계 연구진과의 긴밀한 협력을 통해 이러한 성과를 이루었다고 강조했다.

방향성 타일 코드는 오류 내성 구현을 향한 구체적이고 측정 가능한 진전을 보여주며, 양자 저밀도 패리티 검사(QLDPC) 코드의 효율성 이점을 IQM의 평면형 하드웨어 아키텍처에서도 구현할 수 있음을 입증했다.

IQM 퀀텀 컴퓨터스의 수석 양자 오류 정정 엔지니어인 빈센트 스테판 박사는 "타일 코드의 로컬 검사, 우수한 성능 특성, 그리고 추가적인 연결성 요구 없이도 논리 연산을 수행할 수 있는 다양한 방법에 주목해 연구를 진행해 왔다"며, "방향성 타일 코드의 핵심 혁신은 동적 신드롬 추출 회로를 활용해 정사각형 격자 구조에서 이를 구현할 수 있도록 했다는 점"이라고 설명했다.

이러한 성능 향상은 IQM의 단기 양자 오류 정정 역량과 직접적으로 연관되며, 향후 추가적인 성능 개선을 위한 기반을 마련한다.

양자 오류 정정은 대규모의 실질적인 문제에서 양자 우위를 달성하기 위한 핵심 요건으로, IQM 기술 로드맵의 중심에 있다. 양자 시스템은 본질적으로 노이즈와 오류에 민감하기 때문에, 신뢰성 있는 양자 워크로드를 수행하기 위해서는 계산 전 과정에 걸쳐 오류를 탐지하고 정정해야 한다.

IQM은 현재까지 전 세계 연구기관, 고성능 컴퓨팅 센터 및 기업 고객을 대상으로 총 23대의 양자 시스템을 공급하며 양자 컴퓨터 시장을 선도하고 있다.