ETRI 연구진이 양자컴퓨팅 8광자 큐비트 칩을 시연하고 있다. /사진=ETRI
한국전자통신연구원(ETRI)은 실리콘포토닉스 양자칩을 확장해 광자 8개를 제어할 수 있는 시스템을 완성하고, 8개의 광자에 의해 발생하는 양자 현상들을 실험 중이라고 4일 밝혔다.
양자컴의 핵심은 물리적으로 멀리 떨어진 2개 이상의 양자가 상호 작용하는 이른바 '양자얽힘' 현상을 구현하는 데 있다. 예컨대 각각 달과 지구에 있는 동전 2개가 양자얽힘 상태로 연결돼 있다면, 지구에 있는 동전이 빙글빙글 돌다 넘어질 때 달에 있는 동전도 동시에 넘어져야 한다.
이번엔 이보다 확장된 8큐비트 양자 얽힘을 생성하는 데 성공했다. 큐비트 수가 늘어날수록 큐비트들은 양자적으로 더 강하게 얽힌다. 연구진은 가로 10밀리미터(㎜), 세로 5㎜ 크기의 8큐비트 집적회로를 만들어 총 8개 광자에서 발생하는 양자 현상을 연구 중이다.
연구진은 "향후 기술의 완성도를 높여 올해 중 16큐비트 칩 개발에 도전할 계획"이라고 밝혔다. 이처럼 개발한 16큐비트 칩을 양자 기계학습(ML)을 포함한 양자컴퓨팅 응용 연구에 이용할 예정이다.
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윤천주 양자기술연구본부장은 "기술적 완성도를 높여 5년 내 양자 클라우드 서비스를 내놓을 계획"이라며 "실험실 규모라도 시스템이 구동하도록 만들어 새로운 영역의 학문을 개척할 것"이라고 말했다.
한편 이번 연구는 ETRI 자체 신개념연구사업 및 한국연구재단의 양자컴퓨팅개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
국내 연구진이 세계에서 처음으로 광자 방식의 8광자 큐비트 집적회로 칩 개발에 성공했다. /영상=ETRI