| 중국, ‘구장(九章) 4호’로 양자컴퓨팅 세계 기록 경신 | ||
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□ 중국과기대(USTC) 연구팀이 세계 최고 수준의 광자 기반 양자컴퓨터 원형기 '구장(九章) 4호'를 개발
○ (구장 시리즈) 중국과학기술대학 연구팀은 2020년 ‘구장 1호’로 광양자 컴퓨팅의 가능성을 입증한 이후, 구장 2호·3호·4호로 이어지는 세대별 고도화를 통해 광자 수와 계산 규모를 지속 확대
- (세대별 특징) ▲구장 1호는 가능성 입증, ▲구장 2호는 프로그래밍 기능 강화, ▲구장 3호는 광자 탐지 및 응용 가능성 탐색, ▲구장 4호는 대규모 확장과 광자 손실 제어에 중점을 둠
 ○ (핵심 지표) ‘구장 4호’는 1,024개의 양자 압축상태*, 8,176개의 모드, 3,050개의 광자를 갖추며 세계 최고 수준의 '양자컴퓨팅 우위성(Quantum Supremacy)'을 달성
* 양자 압축상태는 양자계의 불확실성(예: 위치·운동량, 광자 수·위상)을 한 방향으로 줄이고, 다른 방향으로는 늘려서 측정 정밀도를 높이는 양자 상태를 말함
 - (모드 수) 광자가 계산 네트워크 안에서 이동하고 간섭하는 경로 또는 차원을 의미하며, 8,176개 모드는 수천 개 경로에서 복잡한 간섭 계산이 가능하다는 뜻임
- (광자 수) 3,050개 광자는 기존 ‘구장 3호’의 255개보다 10배 이상 확대된 수치로, 광양자 컴퓨팅 규모가 크게 확대됨
- (컴퓨팅 속도) 가우시안 보손 샘플링(GBS, Gaussian boson sampling) 문제*와 같은 특정 문제를 세계 최고 성능의 슈퍼컴퓨터보다 10의 54제곱 배 빠른 속도 달성
* 특수한 레이저빛을 복잡한 광학 회로에 통과시킨 뒤, 각 출구에서 나오는 광자 분포를 계산하는 문제
○ (기술 돌파) ‘구장 4호’의 가장 큰 기술적 성과는 광양자 컴퓨팅의 병목인 ‘광자 손실’을 줄이기 위한 시공간 혼합 인코딩 구조를 신규 도입
* 광양자 컴퓨팅은 회로가 커지고 복잡해질수록 광자가 중간에 사라지는 광자 손실 문제가 커짐
- ‘구장 4호’는 시간과 공간 두 차원에서 광자가 동시에 간섭하도록 설계한 시공간 혼합 인코딩 구조를 적용해, 네트워크 연결성을 높이고 광자 손실을 완화
□ (경쟁 구도) 현재 양자컴퓨팅 경쟁은 미국과 중국이 상위 선도권을 형성하고, 캐나다·영국·독일·프랑스·네덜란드·일본·호주 등이 추격하는 구조임
 ○ (미·중 비교) 미국은 초전도·이온트랩·반도체 양자점 등 다양한 기술노선과 상용 플랫폼을 갖춘반면, 중국은 광양자 분야에서 압도적 1위를 차지
 <참고자료>
(26.05.14, 新华社) 中国量子计算再破纪录 揭秘“九章四号”
(26.05.13, 中国科学技术大学) 中国科大成功研制“九章四号”量子计算原型机
작성자: 우만주 연구원(yumanshu@kostec.re.kr)
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