์์ ์ค๋ฅ ์ ์ (QEC)์ ํฌ๊ด์ ๊ฐ์. ๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์์ ์ปดํจํ ์ ์ํ ์ค์์ฑ, ์ฃผ์ QEC ์ฝ๋ ๋ฐ ์ต์ ๊ธฐ์ ๋ฐ์ ์ ์๊ฐํฉ๋๋ค.
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ : ์์ ์ปดํจํ ์ ๋ฏธ๋ ๋ณดํธ
์์ ์ปดํจํ ์ ์ํ, ์ฌ๋ฃ ๊ณผํ, ์ธ๊ณต์ง๋ฅ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ถ์ผ์ ํ๋ช ์ ์ผ์ผํฌ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋ฉ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์์ ์์คํ ์ ๋ณธ์ง์ ์ผ๋ก ์ก์๊ณผ ์ค๋ฅ์ ์ทจ์ฝํฉ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์์ ํ์ง ์์ผ๋ฉด ์์ ๊ณ์ฐ์ ์์๊ฐ์ ์ธ๋ชจ์๊ฒ ๋ ์ ์์ต๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์์ ์ค๋ฅ ์ ์ (QEC)์ ์ค์ฉ์ ์ด๊ณ ๊ฒฐํจ ํ์ฉ์ ์ธ ์์ ์ปดํจํฐ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๋ ๋ฐ ์์ด ํต์ฌ์ ์ธ ๊ตฌ์ฑ ์์์ ๋๋ค.
์์ ๊ฒฐ์ด๊ธ๋จ์ ๊ณผ์
๊ณ ์ ์ปดํจํฐ๋ 0 ๋๋ 1์ธ ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ํ๋ ๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด, ์์ ์ปดํจํฐ๋ ํ๋นํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค. ํ๋นํธ๋ 0๊ณผ 1์ ์ค์ฒฉ ์ํ๋ก ๋์์ ์กด์ฌํ ์ ์์ด, ์์ ์ปดํจํฐ๊ฐ ํน์ ๊ณ์ฐ์ ๊ณ ์ ์ปดํจํฐ๋ณด๋ค ํจ์ฌ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ํํ ์ ์๊ฒ ํฉ๋๋ค. ์ด ์ค์ฒฉ ์ํ๋ ๊นจ์ง๊ธฐ ์ฝ๊ณ ํ๊ฒฝ๊ณผ์ ์ํธ์์ฉ์ ์ํด ์ฝ๊ฒ ๋ฐฉํด๋ฐ๋๋ฐ, ์ด ๊ณผ์ ์ ๊ฒฐ์ด๊ธ๋จ(decoherence)์ด๋ผ๊ณ ํฉ๋๋ค. ๊ฒฐ์ด๊ธ๋จ์ ์์ ๊ณ์ฐ์ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ฐ์์ํต๋๋ค.
๊ณ ์ ๋นํธ์ ๋ฌ๋ฆฌ, ํ๋นํธ๋ ์์ ๋ค์งํ ์ค๋ฅ(phase-flip error)๋ผ๋ ๋ ํนํ ์ ํ์ ์ค๋ฅ์๋ ์ทจ์ฝํฉ๋๋ค. ๋นํธ ๋ค์งํ ์ค๋ฅ๋ 0์ 1๋ก(๋๋ ๊ทธ ๋ฐ๋๋ก) ๋ฐ๊พธ๋ ๋ฐ๋ฉด, ์์ ๋ค์งํ ์ค๋ฅ๋ ํ๋นํธ์ ์ค์ฒฉ ์ํ๋ฅผ ๋ณ๊ฒฝํฉ๋๋ค. ๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์์ ๊ณ์ฐ์ ๋ฌ์ฑํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ ๊ฐ์ง ์ ํ์ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ชจ๋ ์์ ํด์ผ ํฉ๋๋ค.
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ํ์์ฑ
์์ ์ญํ์ ๊ธฐ๋ณธ ์๋ฆฌ์ธ ๋ณต์ ๋ถ๊ฐ๋ฅ ์ ๋ฆฌ๋ ์์์ ๋ฏธ์ง ์์ ์ํ๋ฅผ ์๋ฒฝํ๊ฒ ๋ณต์ฌํ ์ ์๋ค๊ณ ๋ช ์ํฉ๋๋ค. ์ด๋ ๋จ์ํ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ณต์ ํ๊ณ ์ฌ๋ณธ์ ๋น๊ตํ์ฌ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๊ฐ์งํ๋ ๊ณ ์ ์ ์ธ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ๋ต์ ๊ธ์งํฉ๋๋ค. ๋์ , QEC๋ ์์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ฌ๋ฌ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ์ ๋ ํฐ ์ฝํ ์ํ๋ก ๋ถํธํํ๋ ๋ฐ ์์กดํฉ๋๋ค.
QEC๋ ๋ถํธํ๋ ์์ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ง์ ์ธก์ ํ์ง ์๊ณ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๊ฐ์งํ๊ณ ์์ ํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์๋ํฉ๋๋ค. ์ธก์ ์ ์ค์ฒฉ ์ํ๋ฅผ ๋ถ๊ดด์์ผ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ณดํธํ๋ ค๋ ๋ฐ๋ก ๊ทธ ์ ๋ณด๋ฅผ ํ๊ดดํ ๊ฒ์ ๋๋ค. ๋์ , QEC๋ ๋ณด์กฐ ํ๋นํธ(ancilla qubits)์ ์ธ์ฌํ๊ฒ ์ค๊ณ๋ ํ๋ก๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ถํธํ๋ ์์ ์ํ ์์ฒด๋ฅผ ๋๋ฌ๋ด์ง ์๊ณ ๋ฐ์ํ ์ค๋ฅ์ ๋ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ถ์ถํฉ๋๋ค.
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ํต์ฌ ๊ฐ๋
- ๋ถํธํ(Encoding): ๋ ผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ(๋ณดํธํ๋ ค๋ ์ ๋ณด)๋ฅผ ์ฌ๋ฌ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ก ๋ถํธํํฉ๋๋ค.
- ์ค๋ฅ ๊ฐ์ง(Error Detection): ๋ณด์กฐ ํ๋นํธ์ ์ธก์ ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ถํธํ๋ ์์ ์ํ๋ฅผ ๋ฐฉํดํ์ง ์๊ณ ์ค๋ฅ์ ์ ํ๊ณผ ์์น๋ฅผ ์ง๋จํฉ๋๋ค.
- ์ค๋ฅ ์ ์ (Error Correction): ํน์ ์์ ๊ฒ์ดํธ๋ฅผ ์ ์ฉํ์ฌ ์๋ณ๋ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์์ ํ๊ณ ๋ถํธํ๋ ์์ ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ณต์ํฉ๋๋ค.
- ๊ฒฐํจ ํ์ฉ(Fault Tolerance): ์ค๋ฅ ์์ฒด์ ์ ํญ๋ ฅ์ด ์๋ QEC ์ฝ๋์ ํ๋ก๋ฅผ ์ค๊ณํฉ๋๋ค. ์ด๋ ์ค๋ฅ ์ ์ ๊ณผ์ ์ด ์์ ํ๋ ๊ฒ๋ณด๋ค ๋ ๋ง์ ์ค๋ฅ๋ฅผ ๋ฐ์์ํค์ง ์๋๋ก ๋ณด์ฅํฉ๋๋ค.
์ฃผ์ ์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฝ๋
๊ฐ๊ธฐ ๋ค๋ฅธ ์ฅ๋จ์ ์ ๊ฐ์ง ์ฌ๋ฌ QEC ์ฝ๋๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋์์ต๋๋ค. ๊ฐ์ฅ ๋ํ์ ์ธ ๋ช ๊ฐ์ง๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
์ผ์ด ์ฝ๋(Shor Code)
ํผํฐ ์ผ์ด(Peter Shor)๊ฐ ๊ฐ๋ฐํ ์ผ์ด ์ฝ๋๋ ์ต์ด์ QEC ์ฝ๋ ์ค ํ๋์์ต๋๋ค. ์ด ์ฝ๋๋ ํ๋์ ๋ ผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ฅผ 9๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ก ๋ถํธํํฉ๋๋ค. ์ผ์ด ์ฝ๋๋ ์์์ ๋จ์ผ ํ๋นํธ ์ค๋ฅ(๋นํธ ๋ค์งํ ๋ฐ ์์ ๋ค์งํ ์ค๋ฅ ๋ชจ๋)๋ฅผ ์์ ํ ์ ์์ต๋๋ค.
์ผ์ด ์ฝ๋๋ ๋จผ์ ๋ ผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ฅผ 3๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ก ๋ถํธํํ์ฌ ๋นํธ ๋ค์งํ ์ค๋ฅ๋ก๋ถํฐ ๋ณดํธํ ๋ค์, ์ด 3๊ฐ์ ํ๋นํธ ๊ฐ๊ฐ์ 3๊ฐ์ฉ ๋ ๋ถํธํํ์ฌ ์์ ๋ค์งํ ์ค๋ฅ๋ก๋ถํฐ ๋ณดํธํ๋ ๋ฐฉ์์ผ๋ก ์๋ํฉ๋๋ค. ์ญ์ฌ์ ์ผ๋ก ์ค์ํ์ง๋ง, ์ผ์ด ์ฝ๋๋ ํ๋นํธ ์ค๋ฒํค๋ ์ธก๋ฉด์์ ์๋์ ์ผ๋ก ๋นํจ์จ์ ์ ๋๋ค.
์คํ ์ธ ์ฝ๋(Steane Code)
7ํ๋นํธ ์คํ ์ธ ์ฝ๋๋ก๋ ์๋ ค์ง ์คํ ์ธ ์ฝ๋๋ ํ๋์ ๋ ผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ฅผ 7๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ก ๋ถํธํํฉ๋๋ค. ์ด ์ฝ๋๋ ๋ชจ๋ ๋จ์ผ ํ๋นํธ ์ค๋ฅ๋ฅผ ์์ ํ ์ ์์ต๋๋ค. ์คํ ์ธ ์ฝ๋๋ ๊ตฌํ์ด ๋ ์ฌ์ด ๋จ์ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง QEC ์ฝ๋ ํด๋์ค์ธ CSS(Calderbank-Shor-Steane) ์ฝ๋์ ํ ์์ ๋๋ค.
ํ๋ฉด ์ฝ๋(Surface Code)
ํ๋ฉด ์ฝ๋๋ ์์ ์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฝ๋๋ก, ์ค๋ฅ ์ ์ ์์ฑ์ด ์์คํ ์ ์์(topology)์ ๊ธฐ๋ฐํ๋ค๋ ๊ฒ์ ์๋ฏธํฉ๋๋ค. ์๋์ ์ผ๋ก ๋์ ์ค๋ฅ ํ์ฉ์น์ ์ต๊ทผ์ ํ๋นํธ ์ํคํ ์ฒ์์ ํธํ์ฑ ๋๋ถ์ ์ค์ฉ์ ์ธ ์์ ์ปดํจํฐ์ ๊ฐ์ฅ ์ ๋งํ QEC ์ฝ๋ ์ค ํ๋๋ก ์ฌ๊ฒจ์ง๋๋ค. ์ด๋ ๋ง์ ํ์ฌ ์์ ์ปดํจํ ์ํคํ ์ฒ๊ฐ ํ๋นํธ๊ฐ ์ธ์ ํ ์ด์๊ณผ๋ง ์ง์ ์ํธ ์์ฉํ๋๋ก ํ์ฉํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋งค์ฐ ์ค์ํฉ๋๋ค.
ํ๋ฉด ์ฝ๋์์ ํ๋นํธ๋ 2์ฐจ์ ๊ฒฉ์์ ๋ฐฐ์ด๋๋ฉฐ, ์ค๋ฅ๋ ๊ฒฉ์ ์์ ํ๋ผ์ผ(์์ ์ฌ๊ฐํ)๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์์ ์ ์ฐ์ฐ์๋ฅผ ์ธก์ ํ์ฌ ๊ฐ์ง๋ฉ๋๋ค. ํ๋ฉด ์ฝ๋๋ ์๋์ ์ผ๋ก ๋์ ์ค๋ฅ์จ์ ๊ฒฌ๋ ์ ์์ง๋ง, ๊ฐ ๋ ผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ฅผ ๋ถํธํํ๊ธฐ ์ํด ๋ง์ ์์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๊ฐ ํ์ํฉ๋๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด, ๊ฑฐ๋ฆฌ-3 ํ๋ฉด ์ฝ๋๋ ํ๋์ ๋ ผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ฅผ ๋ถํธํํ๋ ๋ฐ 17๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๊ฐ ํ์ํ๋ฉฐ, ํ๋นํธ ์ค๋ฒํค๋๋ ์ฝ๋์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ๋ฐ๋ผ ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํฉ๋๋ค.
ํ๋ฉด ์ฝ๋์ ํ์ ๋ ํ๋ฉด ์ฝ๋๋ฅผ ํฌํจํ์ฌ ํ๋ฉด ์ฝ๋์ ๋ค์ํ ๋ณํ์ด ์กด์ฌํฉ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ณํ์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฑ๋ฅ๊ณผ ๊ตฌํ ๋ณต์ก์ฑ ์ฌ์ด์์ ๋ค์ํ ํธ๋ ์ด๋์คํ๋ฅผ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค.
ํ๋ฉด ์ฝ๋๋ฅผ ๋์ด์๋ ์์ ์ฝ๋
ํ๋ฉด ์ฝ๋๊ฐ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ ์ฝ๋์ด์ง๋ง, ์ปฌ๋ฌ ์ฝ๋๋ ํ์ดํผ๊ทธ๋ํ ๊ณฑ ์ฝ๋์ ๊ฐ์ ๋ค๋ฅธ ์์ ์ฝ๋๋ ์กด์ฌํฉ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ์ฝ๋๋ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ฑ๋ฅ, ํ๋นํธ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ ์๊ตฌ ์ฌํญ ๋ฐ ๊ตฌํ ๋ณต์ก์ฑ ์ฌ์ด์์ ๋ค์ํ ํธ๋ ์ด๋์คํ๋ฅผ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค. ๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์์ ์ปดํจํฐ๋ฅผ ๊ตฌ์ถํ๊ธฐ ์ํ ์ด๋ฌํ ๋์์ ์ธ ์์ ์ฝ๋์ ์ ์ฌ๋ ฅ์ ํ์ํ๋ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ ์ค์ ๋๋ค.
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ๊ตฌํ์ ๊ณผ์
QEC ์ฐ๊ตฌ์์ ์๋นํ ์ง์ ์ด ์์์์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ , ๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์์ ์ปดํจํ ์ด ํ์คํ๋๊ธฐ๊น์ง๋ ์ฌ๋ฌ ๊ณผ์ ๊ฐ ๋จ์ ์์ต๋๋ค.
- ํ๋นํธ ์ค๋ฒํค๋: QEC๋ ๊ฐ ๋ ผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ฅผ ๋ถํธํํ๊ธฐ ์ํด ๋ง์ ์์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ๋นํธ๋ฅผ ํ์๋ก ํฉ๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๋๊ท๋ชจ ์์ ์์คํ ์ ๊ตฌ์ถํ๊ณ ์ ์ดํ๋ ๊ฒ์ ์๋นํ ๊ธฐ์ ์ ๊ณผ์ ์ ๋๋ค.
- ๊ณ ์ถฉ์ค๋ ๊ฒ์ดํธ: ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์์ ๊ฒ์ดํธ๋ ๋งค์ฐ ์ ํํด์ผ ํฉ๋๋ค. ์ค๋ฅ ์ ์ ๊ณผ์ ์์ฒด์ ์ค๋ฅ๋ QEC์ ์ด์ ์ ๋ฌดํจํํ ์ ์์ต๋๋ค.
- ํ์ฅ์ฑ: QEC ๋ฐฉ์์ ๋ ๋ง์ ์์ ํ๋นํธ๋ก ํ์ฅ ๊ฐ๋ฅํด์ผ ํฉ๋๋ค. ์์ ์ปดํจํฐ์ ๊ท๋ชจ๊ฐ ์ปค์ง์ ๋ฐ๋ผ ์ค๋ฅ ์ ์ ํ๋ก์ ๋ณต์ก์ฑ์ด ๊ธฐํ๊ธ์์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํฉ๋๋ค.
- ์ค์๊ฐ ์ค๋ฅ ์ ์ : ์ค๋ฅ๊ฐ ๋์ ๋์ด ๊ณ์ฐ์ ์์์ํค๋ ๊ฒ์ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํด ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ์ค์๊ฐ์ผ๋ก ์ํ๋์ด์ผ ํฉ๋๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด์๋ ๋น ๋ฅด๊ณ ํจ์จ์ ์ธ ์ ์ด ์์คํ ์ด ํ์ํฉ๋๋ค.
- ํ๋์จ์ด ํ๊ณ: ํ์ฌ ์์ ํ๋์จ์ด ํ๋ซํผ์ ํ๋นํธ ์ฐ๊ฒฐ์ฑ, ๊ฒ์ดํธ ์ถฉ์ค๋ ๋ฐ ๊ฒฐ๋ง์ ์๊ฐ ์ธก๋ฉด์์ ํ๊ณ๊ฐ ์์ต๋๋ค. ์ด๋ฌํ ํ๊ณ๋ ๊ตฌํํ ์ ์๋ QEC ์ฝ๋์ ์ ํ์ ์ ํํฉ๋๋ค.
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ์ต์ ๋ฐ์
์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ์ด๋ฌํ ๊ณผ์ ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ณ QEC์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ์ ํ๊ธฐ ์ํด ํ๋ฐํ ๋ ธ๋ ฅํ๊ณ ์์ต๋๋ค. ์ต๊ทผ์ ๋ช ๊ฐ์ง ๋ฐ์ ์ฌํญ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
- ๊ฐ์ ๋ ํ๋นํธ ๊ธฐ์ : ์ด์ ๋ ํ๋นํธ, ์ด์จ ํธ๋ฉ ๋ฐ ๊ธฐํ ํ๋นํธ ๊ธฐ์ ์ ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋ ๋์ ๊ฒ์ดํธ ์ถฉ์ค๋์ ๋ ๊ธด ๊ฒฐ๋ง์ ์๊ฐ์ ๋ฌ์ฑํ๊ณ ์์ต๋๋ค.
- ๋ ํจ์จ์ ์ธ QEC ์ฝ๋ ๊ฐ๋ฐ: ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ๋ ๋ฎ์ ํ๋นํธ ์ค๋ฒํค๋์ ๋ ๋์ ์ค๋ฅ ์๊ณ๊ฐ์ ๊ฐ์ง ์๋ก์ด QEC ์ฝ๋๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๊ณ ์์ต๋๋ค.
- ์ต์ ํ๋ ์ ์ด ์์คํ : ์ค์๊ฐ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํ๊ณ QEC ์์ ์ ์ง์ฐ ์๊ฐ์ ์ค์ด๊ธฐ ์ํด ์ ๊ตํ ์ ์ด ์์คํ ์ด ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์์ต๋๋ค.
- ํ๋์จ์ด ์ธ์ QEC: ๋ค์ํ ์์ ํ๋์จ์ด ํ๋ซํผ์ ํน์ ํน์ฑ์ ๋ง๊ฒ QEC ์ฝ๋๊ฐ ์กฐ์ ๋๊ณ ์์ต๋๋ค.
- ์ค์ ์์ ํ๋์จ์ด์์์ QEC ์์ฐ: ์๊ท๋ชจ ์์ ์ปดํจํฐ์์์ QEC ์คํ์ ์์ฐ์ QEC ๊ตฌํ์ ์ค์ ์ ์ธ ๊ณผ์ ์ ๋ํ ๊ท์คํ ํต์ฐฐ๋ ฅ์ ์ ๊ณตํ๊ณ ์์ต๋๋ค.
์๋ฅผ ๋ค์ด, 2022๋ ๊ตฌ๊ธ AI ํํ ์ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ 49ํ๋นํธ ์ด์ ๋ ํ๋ก์ธ์์์ ํ๋ฉด ์ฝ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ค๋ฅ ์ต์ ๋ฅผ ์์ฐํ์ต๋๋ค. ์ด ์คํ์ QEC ๊ฐ๋ฐ์ ์์ด ์ค์ํ ์ด์ ํ๊ฐ ๋์์ต๋๋ค.
๋ ๋ค๋ฅธ ์๋ ์ด์จ ํธ๋ฉ ์์คํ ์ผ๋ก ์ํ๋๋ ์ฐ๊ตฌ์ ๋๋ค. ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ์ด ํ๋นํธ ๊ธฐ์ ์ ์ฅ์ ์ ํ์ฉํ์ฌ ๋์ ์ถฉ์ค๋์ ๊ฒ์ดํธ์ ๊ธด ๊ฒฐ๋ง์ ์๊ฐ์ผ๋ก QEC๋ฅผ ๊ตฌํํ๋ ๊ธฐ์ ์ ํ๊ตฌํ๊ณ ์์ต๋๋ค.
์ ์ธ๊ณ์ ์ธ ์ฐ๊ตฌ ๊ฐ๋ฐ ๋ ธ๋ ฅ
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ์ ์ธ๊ณ์ ์ธ ๊ณผ์ ์ผ๋ก, ์ธ๊ณ ์ฌ๋ฌ ๊ตญ๊ฐ์์ ์ฐ๊ตฌ ๊ฐ๋ฐ ๋ ธ๋ ฅ์ด ์งํ ์ค์ ๋๋ค. ์ ๋ถ ๊ธฐ๊ด, ํ์ ๊ธฐ๊ด ๋ฐ ๋ฏผ๊ฐ ๊ธฐ์ ๋ชจ๋ QEC ์ฐ๊ตฌ์ ๋ง๋ํ ํฌ์๋ฅผ ํ๊ณ ์์ต๋๋ค.
๋ฏธ๊ตญ์์๋ ๊ตญ๊ฐ ์์ ์ด๋์ ํฐ๋ธ(National Quantum Initiative)๊ฐ ๊ด๋ฒ์ํ QEC ์ฐ๊ตฌ ํ๋ก์ ํธ๋ฅผ ์ง์ํฉ๋๋ค. ์ ๋ฝ์์๋ ํํ ํ๋๊ทธ์ญ(Quantum Flagship) ํ๋ก๊ทธ๋จ์ด ์ฌ๋ฌ ๋๊ท๋ชจ QEC ํ๋ก์ ํธ์ ์๊ธ์ ์ง์ํ๊ณ ์์ต๋๋ค. ์บ๋๋ค, ํธ์ฃผ, ์ผ๋ณธ, ์ค๊ตญ ๋ฐ ๊ธฐํ ๊ตญ๊ฐ์๋ ์ ์ฌํ ์ด๋์ ํฐ๋ธ๊ฐ ์์ต๋๋ค.
๊ตญ์ ํ๋ ฅ ๋ํ QEC ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ๋ฐ์ ์ํค๋ ๋ฐ ํต์ฌ์ ์ธ ์ญํ ์ ํ๊ณ ์์ต๋๋ค. ์ฌ๋ฌ ๋๋ผ์ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ด ํ๋ ฅํ์ฌ ์๋ก์ด QEC ์ฝ๋๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๊ณ , ์ ์ด ์์คํ ์ ์ต์ ํํ๋ฉฐ, ์ค์ ์์ ํ๋์จ์ด์์ QEC๋ฅผ ์์ฐํ๊ณ ์์ต๋๋ค.
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ๋ฏธ๋
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ์์ ์ปดํจํ ์ ๋ชจ๋ ์ ์ฌ๋ ฅ์ ์คํํ๋ ๋ฐ ํ์์ ์ ๋๋ค. ์๋นํ ๊ณผ์ ๊ฐ ๋จ์ ์์ง๋ง, ์ต๊ทผ ๋ช ๋ ๊ฐ์ ๋ฐ์ ์ ์ฃผ๋ชฉํ ๋งํฉ๋๋ค. ํ๋นํธ ๊ธฐ์ ์ด ๊ณ์ ๊ฐ์ ๋๊ณ ์๋ก์ด QEC ์ฝ๋๊ฐ ๊ฐ๋ฐ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์์ ์ปดํจํฐ๋ ์ ์ ๋ ์คํ ๊ฐ๋ฅํด์ง ๊ฒ์ ๋๋ค.
๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์์ ์ปดํจํฐ๊ฐ ์ํ, ์ฌ๋ฃ ๊ณผํ, ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ๋ฑ ๋ค์ํ ๋ถ์ผ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ํ์ ์ ์ผ ๊ฒ์ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ QEC๋ ๊ธฐ์ ๊ณผ ํ์ ์ ๋ฏธ๋์ ๋ํ ์ค์ํ ํฌ์์ ๋๋ค. ๋ํ ๊ฐ๋ ฅํ ์ปดํจํ ๊ธฐ์ ์ ๋๋ฌ์ผ ์ค๋ฆฌ์ ๊ณ ๋ ค ์ฌํญ์ ๊ธฐ์ตํ๊ณ , ์ ์ธ๊ณ์ ์ธ ๊ท๋ชจ์์ ์ฑ ์๊ฐ ์๊ฒ ๊ฐ๋ฐ๋๊ณ ์ฌ์ฉ๋๋๋ก ๋ณด์ฅํ๋ ๊ฒ์ด ์ค์ํฉ๋๋ค.
์ค์ฉ์ ์ธ ์์ ๋ฐ ์์ฉ ๋ถ์ผ
QEC์ ์ค์์ฑ๊ณผ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ์ค๋ช ํ๊ธฐ ์ํด ๋ช ๊ฐ์ง ์ค์ฉ์ ์ธ ์๋ฅผ ์ดํด๋ณด๊ฒ ์ต๋๋ค.
- ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ: ๋ถ์์ ํ๋์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ํ์ฌ ์ ์ฌ์ ์ธ ์ ์ฝ ํ๋ณด๋ฅผ ์๋ณํฉ๋๋ค. QEC๋ก ๋ณดํธ๋๋ ์์ ์ปดํจํฐ๋ ์ ์ฝ ๊ฐ๋ฐ๊ณผ ๊ด๋ จ๋ ์๊ฐ๊ณผ ๋น์ฉ์ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ค์ผ ์ ์์ต๋๋ค.
- ์ฌ๋ฃ ๊ณผํ: ์ด์ ๋์ฑ์ด๋ ๊ณ ๊ฐ๋์ ๊ฐ์ ํน์ ์์ฑ์ ๊ฐ์ง ์๋ก์ด ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ์ค๊ณํฉ๋๋ค. QEC๋ ๋ณต์กํ ์ฌ๋ฃ์ ์ ํํ ์๋ฎฌ๋ ์ด์ ์ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ํ์ฌ ์ฌ๋ฃ ๊ณผํ์ ํ๊ธฐ์ ์ธ ๋ฐ์ ์ ์ด๋ ์ ์์ต๋๋ค.
- ๊ธ์ต ๋ชจ๋ธ๋ง: ๋ ์ ํํ๊ณ ํจ์จ์ ์ธ ๊ธ์ต ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋ฐํฉ๋๋ค. QEC๋ก ๊ฐํ๋ ์์ ์ปดํจํฐ๋ ๋ ๋์ ์ํ ๊ด๋ฆฌ ๋๊ตฌ๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ณ ๊ฑฐ๋ ์ ๋ต์ ๊ฐ์ ํจ์ผ๋ก์จ ๊ธ์ต ์ฐ์ ์ ํ๋ช ์ ์ผ์ผํฌ ์ ์์ต๋๋ค.
- ์ํธํ: ๊ธฐ์กด ์ํธํ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ํด๋ ํ๊ณ ์๋ก์ด ์์ ๋ด์ฑ ์๊ณ ๋ฆฌ์ฆ์ ๊ฐ๋ฐํฉ๋๋ค. QEC๋ ์์ ์ปดํจํ ์๋์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ณด์์ ๋ณด์ฅํ๋ ๋ฐ ์ค์ํ ์ญํ ์ ํฉ๋๋ค.
์คํ ๊ฐ๋ฅํ ํต์ฐฐ
๋ค์์ ์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ๊ด์ฌ ์๋ ๊ฐ์ธ ๋ฐ ์กฐ์ง์ ์ํ ๋ช ๊ฐ์ง ์คํ ๊ฐ๋ฅํ ํต์ฐฐ์ ๋๋ค.
- ์ต์ ์ ๋ณด ํ์ : ์ฐ๊ตฌ ๋ ผ๋ฌธ์ ์ฝ๊ณ , ์ปจํผ๋ฐ์ค์ ์ฐธ์ํ๋ฉฐ, ํด๋น ๋ถ์ผ์ ์ ๋ฌธ๊ฐ๋ฅผ ํ๋ก์ฐํ์ฌ QEC์ ์ต์ ๋ฐ์ ์ ๋ํ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ป์ผ์ญ์์ค.
- ์ฐ๊ตฌ์ ํฌ์: ์๊ธ ์ง์, ํ๋ ฅ ๋ฐ ํํธ๋์ญ์ ํตํด QEC ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ง์ํ์ญ์์ค.
- ์ธ์ฌ ์์ฑ: QEC ์ ๋ฌธ ์ง์์ ๊ฐ์ถ ์ฐจ์ธ๋ ์์ ๊ณผํ์ ๋ฐ ์์ง๋์ด๋ฅผ ํ๋ จํ๊ณ ๊ต์กํ์ญ์์ค.
- ์์ฉ ๋ถ์ผ ํ์: ์์ ์ ์ฐ์ ์์ QEC์ ์ ์ฌ์ ์์ฉ ๋ถ์ผ๋ฅผ ํ์ ํ๊ณ QEC๋ฅผ ์ํฌํ๋ก์ฐ์ ํตํฉํ๊ธฐ ์ํ ์ ๋ต์ ๊ฐ๋ฐํ์ญ์์ค.
- ๊ธ๋ก๋ฒ ํ๋ ฅ: QEC ๊ฐ๋ฐ์ ๊ฐ์ํํ๊ธฐ ์ํด ๊ตญ์ ํ๋ ฅ์ ์ด์งํ์ญ์์ค.
๊ฒฐ๋ก
์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์์ ์ปดํจํ ์ ์ด์์ ๋๋ค. ์๋นํ ๊ณผ์ ๊ฐ ๋จ์ ์์ง๋ง, ์ต๊ทผ ๋ช ๋ ๊ฐ์ ๋น ๋ฅธ ์ง์ ์ ์ค์ฉ์ ์ธ ๊ฒฐํจ ํ์ฉ ์์ ์ปดํจํฐ๊ฐ ๋ฉ์ง ์์์์ ์์ฌํฉ๋๋ค. ์ด ๋ถ์ผ๊ฐ ๊ณ์ ๋ฐ์ ํจ์ ๋ฐ๋ผ, QEC๋ ์์ ์ปดํจํ ์ ํ์ ์ ์ธ ์ ์ฌ๋ ฅ์ ์ฌ๋ ๋ฐ ์ ์ ๋ ์ค์ํ ์ญํ ์ ํ ๊ฒ์ ๋๋ค.
์ค์ฉ์ ์ธ ์์ ์ปดํจํ ์ ํฅํ ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฑฐ๋ฆฌ ๊ฒฝ์ฃผ๊ฐ ์๋ ๋ง๋ผํค์ ๋๋ค. ์์ ์ค๋ฅ ์ ์ ์ ๊ทธ ์ฌ์ ์์ ๊ฐ์ฅ ์ค์ํ ๋จ๊ณ ์ค ํ๋์ ๋๋ค.