IQM, 완전한 54큐비트 프로세서 전반에서 얽힘 보여주며 클라우드 사용자에게 전체 칩 성능 제공

초전도 양자 컴퓨터 분야의 글로벌 리더인 IQM 퀀텀 컴퓨터스(IQM Quantum Computers)(Nasdaq: IQMX)가 클라우드에서 접근 가능한 IQM 에메랄드(IQM Emerald) 시스템이 칩상의 54개 큐비트 전부를 동시에 완전히 얽히게 하는 데 성공했으며, 그 결과는 모든 큐비트가 한꺼번에 작동할 때도 시스템의 계산 품질이 유지된다는 점을 보여준다고 발표했다. IQM의 클라우드 고객은 이제 동일한 전체 칩 성능에 접근할 수 있어, 계산 시 프로세서의 일부가 아닌 전체를 활용할 수 있다.

이런 결과는 상용으로 이용 가능한 양자 컴퓨터에서 보고된 가장 강력한 것들 중 하나로, 고객에게 최첨단의 고품질 프로세서를 이용할 수 있게 한다. 지금까지 IQM 에메랄드에서 유사한 시연을 실행한 사용자는 단일 알고리즘 내에서 약 30개 큐비트를 안정적으로 사용할 수 있었다. 대형 양자 칩에 대한 연구는 하드웨어에 훨씬 더 많은 큐비트가 있더라도 사용 가능한 큐비트의 일부, 일반적으로 10~20개만 사용하는 경우가 많다. 에메랄드의 결과는 대안을 보여준다. 즉, 전체 프로세서가 하나의 계산에서 함께 작동하는 것이다.

IQM 퀀텀 컴퓨터스의 CTO인 크레이그 시에슬라(Craig Ciesla)는 “전체 칩을 얽히게 한다는 것은 모든 큐비트와 그 사이의 모든 연결이 동일한 회로에서 올바르게 작동해야 한다는 것을 의미한다. 여기에 도달한 비결은 상태 자체를 준비하는 방식을 더 영리하게 만드는 것이었고, 유휴 시간을 최소화하도록 게이트 순서를 선택하는 것”이라고 말했다. 그는 이어 “우리의 현재 및 잠재 클라우드 고객은 이제 이 성과를 가능하게 한 동일한 도구와 시스템 성능에서 혜택을 받을 기회를 갖게 됐다”고 말했다.

이번 시연은 대규모 얽힘의 표준 벤치마크인 그린버거-호른-차일링거(Greenberger-Horne-Zeilinger, GHZ) 상태를 사용했으며, IQM 에메랄드 프로세서 전체에 걸쳐 준비됐다. 이 결과는 게이트 충실도와 큐비트 유휴 시간을 함께 고려하면서 최고의 2큐비트 게이트를 선택하고, 상태가 구축됨에 따라 유휴 시간을 최소화하도록 큐비트와 게이트 순서를 모두 선택하는, 더 스마트하고 자동화된 상태 준비 루틴을 통해 가능해졌다. IQM은 판독 오류 완화(Readout Error Mitigation, REM)를 적용하지 않은 40큐비트에서 0.515, REM을 적용한 전체 54큐비트에서 0.516의 충실도를 측정했으며, 둘 다 진정한 얽힘을 잡음으로부터 구분하는 고전적 임계값 0.500을 웃돌았다.

이 결과는 IQM 기술 팀 전반에 걸친 약 1년의 하드웨어 및 보정 작업에 기반하며, 여기에는 업데이트된 보정 방법론, 개선된 게이트 세트, 동적 디커플링과 큐비트 선택 같은 오류 감소 도구의 지속적인 배포가 포함된다. 이러한 개선으로 프로세서 내 양자 연산의 오류율이 최대 50%까지 감소했다.

자동화된 상태 준비 루틴은 양자 컴퓨터의 운영을 자동화하려는 IQM의 더 광범위한 노력의 일부다. 이 개발은 IQM의 AI 기반 에이전틱 보정 작업과 함께 양자 시스템 튜닝을 자동화하려는 더 폭넓은 노력의 일부다.