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ICT Spot Issue (2023-1호) 양자 컴퓨팅 기술 동향 및 시사점 - 양자프로세서(QPU) 중심으로 -
등록자 : ITFIND
발행일 : 2023-01-31
조회수 : 819
□ 양자(Quantum) 역학적 현상(얽힘, 중첩 등)을 이용하여 연산을 실행하는 컴퓨터
ㅇ 양자 중첩 상태와 얽힘을 컴퓨터 연산의 입력, 큐비트(qubit)로 활용하는 것이 양자 컴퓨팅
ㅇ 양자 컴퓨팅의 성능은 논리 큐비트(Logical Qubit) 수(數)가 중요
ㅇ 현재, 양자 컴퓨팅의 연구 수준은 “양자계 검증 단계(NISQ Era)”로 오류가 포함된 수십~수백 개 수준의 큐비트를 활용한 중간 규모의 양자컴퓨터를 개발하는 시대

□ QPU는 실리콘 스핀(Silicon Spin)/이온트랩(Trapped Ion)/초전도 트랜스몬(Superconductor Transmon) 큐비트 방식이 주도
ㅇ (실리콘 스핀 큐비트) 실리콘 양자점(Quantum Dot) 구조 내 전자의 스핀 또는 단일 도핑 원자핵 스핀(Nucleus Spin)으로 양자 정보를 인코딩하는 방식
- Intel은 Qutech와 협력하여 최초의 CMOS기반의 큐비트 소자를 제작하고 결맞음 지속시간 3ms 성공(`22.3), 6개의 실리콘 큐비트 구현에 성공
ㅇ (이온트랩 큐비트) 진공 상태의 이온의 전기적 에너지 레벨로 양자정보를 인코딩
- IonQ는 `25년 다중 이온트랩 칩 구현을 위해 개발중이고, 최근 SD (Software Defined) 양자 프로세서를 개발하고 Honeywell은 큐비트 확장을 위해 그리드(grid) 분포 방식의 이온트랩 구조로 확장 연구 중
ㅇ (초전도 트랜스몬 큐비트) 초전도체의 쿠퍼쌍(Cooper Pair) 전하상태(또는 CPB)로 양자 정보를 인코딩
- IBM, `26년까지 백만개의 Qubit QPU 개발을 위한 로드맵을 발표하고(`21.2), 433개의 Qubit QPU(Osprey, `22.11)를 개발

□ 시사점 및 산업활성화를 위한 정책 제언
ㅇ 단기적으로 초전도 트랜스몬 큐비트 기반, 장기적으로는 실리콘 스핀 큐비트 기반의 프로세서가 대두될 전망
ㅇ 양자 컴퓨팅은 공학과 기초 과학이 융합된 토탈 패키지 분야로 통합 사고가 가능한 인재 양성이 필요
ㅇ 양자 컴퓨팅 기술은 개발 초기 단계로써, 지속적이고 끊김없는 연구지원이 필요
  • 담당자 동향분석팀 김도현
  • 대표전화 042-612-8249
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