한국 연구진이 미래 첨단 컴퓨터로 주목받는 양자컴퓨터 구현을 검증하는 새로운 방법을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 조영욱 양자정보연구단 박사팀이 김윤호 포항공대 교수팀과 공동으로 양자컴퓨터 연산 과정을 효율적으로 검증할 수 있는 새로운 방법을 개발했다고 22일 밝혔다.

이번 연구 결과는 양립할 수 없는 두 관측량을 동시에 측정할 수 없다는 양자물리학의 고정관념을 깨고, 두 관측량을 동시에 측정 가능하다. 이를 활용하면 양자 연산 과정을 효율적으로 검증할 수 있다.

양자역학에서 잘 알려진 '불확정성 원리'에 따르면 어떤 입자의 위치와 운동량 성분은 동시에 측정할 수 없다. 이는 '양자 측정'이라는 행위가 양자 상태를 붕괴시키기 때문으로 알려졌다.

연구진은 가장 일반화된 양자측정 방법에서 허용되는 약한(weak) 양자 측정 기법을 통해 양자 상태를 완전히 붕괴시키지 않으며 양립할 수 없는 관측량을 동시에 측정하는 데 성공했다.

양자연산과정 검증 예시. / 한국과학기술연구원 제공
양자연산과정 검증 예시. / 한국과학기술연구원 제공
또한, 양자측정방법을 이용해 양자컴퓨터의 연산 과정을 효율적으로 검증할 수 있는 새로운 기법이 가능함을 보이고, 이를 양자컴퓨터의 기본 단위인 큐비트를 이용해 실험적으로 규명했다.

조영욱 박사는 "이번 연구 결과는 양자컴퓨터 개발을 위한 기초과학 성격의 연구 결과로 양자물리학 근본원리를 직접 응용하는 양자정보기술 전반에 활용될 것이다"며 "양자컴퓨터 연구 기반을 확보하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다.