한국전자통신연구원(ETRI)이 양자컴퓨팅 컴파일 속도를 기존 대비 3배쯤 높이는 소프트웨어 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 컴파일은 양자컴퓨팅 플랫폼 개발 과정에서 양자 알고리즘을 컴퓨터가 이해하도록 양자 기계어로 변환하는 과정을 말한다. ETRI는 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 이 기술을 게재했다.

 ETRI 연구진이 개발한 양자컴퓨팅 소프트웨어 핵심기술을 시연하고 있다. / ETRI 제공
ETRI 연구진이 개발한 양자컴퓨팅 소프트웨어 핵심기술을 시연하고 있다. / ETRI 제공
ETRI는 대부분의 양자 알고리즘에서 사용되는 ‘조건부 회전 게이트(Controlled-Rn)’라는 기본적인 양자 연산을 변환해 세 가지 효율적인 컴파일 방법을 개발했다.

연구진은 회전게이트 숫자를 35개에서 21개로 대폭 줄이는 한편 물리적 구조에 적합한 맞춤형으로 컴파일 되는 방법을 개발했다. 또 양자컴퓨터 동작시간을 기존 17단계에서 5회로 줄였다. 이를 통해 컴파일 속도는 기존 대비 3배쯤 빨라졌다.

실제 기존 양자컴퓨팅에서 2+3을 명령하면 1364회 진행했다. 하지만 새롭게 개발한 컴파일 엔진은 145개 라인에 불과했다. 작업횟수가 10분의 1로 줄어들어 양자 연산시 보다 쉽고 더 빠르게 연산이 가능케 된 셈이다.

최병수 ETRI 양자창의연구실장은 “그동안 전 세계 양자컴퓨팅 연구자들은 컴파일 과정, 기계어로 변환될 때 양자컴퓨팅 자원을 너무 많이 쓴다는 지적이 있었다”며 “양자컴퓨팅 컴파일과 관련된 비밀이 밝혀져 향후 양자컴퓨터 성능 동작시간이 빨라질 전망이다”라고 설명했다.

또 “양자 알고리즘을 양자컴퓨터에서 실행할 때 필요한 세부 기술을 선점하고, 추가적으로 양자컴퓨팅 소프트웨어 기술의 유효성을 검증, 양자컴퓨팅을 구체화해 나갈 예정이다”고 말했다.

한편 연구진은 이번 기술 핵심 내용을 한국과 미국 등 국내외에 특허출원할 계획이다.