IonQ, 업계 최초 엔드투엔드 실시간 양자 오류 디코더 시연

IonQ, 실시간 양자 오류 정정 디코더 개발 성공…"단일 CPU로 구동"

IonQ(NYSE: IONQ)가 내결함성 양자컴퓨팅 분야에서 핵심 병목을 해소하는 기술적 성과를 발표했습니다. 이번 기술은 실행 시간을 늦추지 않으면서 수백만 건의 연산에 걸쳐 실시간 양자 오류 정정을 가능하게 한다는 점에서 주목받고 있습니다.

IonQ는 시중에서 구할 수 있는 표준 중앙처리장치(CPU) 한 개에서 작동하는 업계 최초의 종단간(end-to-end) 실시간 양자 오류 정정 디코더를 개발하고 성공적으로 검증했다고 밝혔습니다. 물리적 큐비트는 본질적으로 환경 잡음에 민감하기 때문에, 실용적이고 내결함성을 갖춘 양자컴퓨터를 구현하려면 양자 오류 정정이 필수적입니다. 그러나 오류를 실시간으로 찾아 수정하는 일은 오랫동안 상당한 연산상의 과제로 여겨져 왔습니다. 기존 방식에서는 오류 해독을 맡은 고전 컴퓨터가 쉽게 과부하에 걸려, 양자컴퓨터가 연산을 멈추고 기다려야 하는 병목이 발생했습니다.

IonQ의 이번 성과는 단일 표준 프로세서가 이 복잡한 작업을 백그라운드에서 지속적으로 처리하면서, 양자 시스템을 전속력으로 가동할 수 있음을 보여줍니다.

니콜라 델포스(Nicolas Delfosse) IonQ 연구책임자는 "수백 개의 논리 큐비트와 수백만 건의 논리 연산에 걸쳐 실시간 디코딩을 검증한 것은 중요한 이정표"라며 "특히 우리의 디코더가 단일 CPU에서 작동한다는 점은 상용 규모의 내결함성 양자컴퓨팅으로 가는 실용적인 경로를 제공한다"고 말했습니다.

IonQ는 아카이브(arXiv)에 게재한 기술 연구에서 이중 디코더 구조를 평가했습니다. 연구진은 최대 408개의 논리 큐비트, 88개의 메모리 블록, 마법 상태 공장(magic factory)을 포함하는 복잡한 벤치마크 회로로 시험했으며, 이 회로들은 'MegaQuOp' 규모에서 3,150만 개가 넘는 개별 양자 연산을 실행했습니다. 표준 운용 잡음 환경에서 IonQ의 디코더가 유발한 '스트레치(stretch)' 시간은 0.02%에 불과했습니다. 디코딩에 따른 추가 지연이 전체 양자 연산에 사실상 거의 영향을 주지 않았다는 의미입니다.

존 갬블(John Gamble) IonQ 아키텍처 부사장은 "각 구성 요소를 직접 검증함으로써 비용 효율적인 양자 시스템 확장을 가능하게 하고 있다"며 "이러한 실증 결과는 solution 도출에 걸리는 시간, 비용, 에너지를 항상 최우선으로 삼는 내결함성 비전을 뒷받침한다"고 말했습니다.

이번 성과는 IonQ의 독자적인 'Walking Cat' 아키텍처의 핵심 기둥을 입증하는 것으로, 양자 시스템이 논리 큐비트 측면에서 넓어지거나 연산 깊이 측면에서 깊어져도 고전 하드웨어의 부담이 지수적으로 늘어날 필요가 없음을 확인해 줍니다. 회사는 이번 기술이 256개 물리 큐비트를 넘어 수천 개의 큐비트를 제어하는 산업 규모 플랫폼으로 나아가는 로드맵의 핵심 기반이 된다고 설명했습니다.

한편 IonQ는 컴퓨팅, 네트워킹, 센싱, 보안 전반에 걸친 통합 양자 솔루션을 제공하는 세계적인 양자 플랫폼 및 파운드리 기업입니다. 최신 세대 양자컴퓨터 'Superion'을 포함해 아마존 웹 서비스, 아스트라제네카, 엔비디아 등의 고객과 파트너가 이전 시스템 대비 20배 성능 향상을 달성하는 데 기여해 왔습니다. 회사는 2025년 2큐비트 게이트 충실도 99.99%를 달성해 양자컴퓨팅 성능 세계 기록을 세웠다고 밝혔습니다. 본사는 메릴랜드주 칼리지파크에 있으며, 2021년부터 주요 클라우드 사업자를 통해 양자컴퓨팅 서비스를 제공하고 있습니다.

참고로 본 기사에 담긴 내용에는 미래 전망에 관한 진술이 포함되어 있으며, 실제 결과는 리스크 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 투자 판단은 회사의 공시 자료를 충분히 검토한 후 신중하게 내리시기 바랍니다.