과학2026. 11. 7. 오전 5:01 UTC·2 분 소요

오크리지 연구소, IBM·AMD 양자-HPC 오류정정 테스트베드 공개

오크리지 국립연구소가 IBM 양자 프로세서와 AMD 기반 슈퍼컴퓨터를 결합해 양자 오류 정정을 연구하는 공동 설계 플랫폼을 공개했습니다.

Rows of server racks in a supercomputing facility next to a cryogenic quantum computer housing at a national laboratory. — 이미지: theregister

미국 오크리지 국립연구소(ORNL)가 양자 오류 정정 연구를 위한 새 시스템을 공개했습니다. IBM의 양자 프로세서와 AMD 칩 기반 고성능 컴퓨팅(HPC) 시스템을 결합한 것이 특징입니다.

미국 에너지부(DoE)가 지원하는 ORNL 양자과학센터(QSC)는 이를 양자 오류 정정을 위한 '공동 설계 플랫폼'이라고 소개했습니다. ORNL에 따르면 내결함성 양자 시스템은 늘 10년 이상 먼 이야기처럼 여겨졌지만, 최근 몇 년간 오류 정정 분야에서는 눈에 띄는 진전이 있었습니다. 계산에 필요한 연약한 양자 상태를 잃게 만드는 환경 잡음으로부터 양자 정보를 보호하는 초기 시연도 포함됩니다.

시스템 구성

플랫폼은 120큐비트 최신 Nighthawk r2 양자 프로세서를 탑재한 IBM Quantum System Two와, AMD 5세대 Epyc CPU 및 Instinct MI355X GPU 가속기로 구동되는 고전 HPC 시스템 Umbra로 이뤄집니다. AMD는 CPU가 전체 조율과 범용 성능을, GPU가 시뮬레이션과 최적화, 양자 워크로드 주변의 병렬 과학 연산 가속을 맡는다고 설명했습니다. 양자 회로의 저지연 제어, 판독, 디코딩에는 AMD Versal SoC가 쓰입니다.

ORNL은 오류 정정에 필요한 컴퓨팅 인프라를 한 환경에 모아 더 많은 연구자가 사용할 수 있게 됐다고 밝혔습니다. 연구자들은 양자 프로세서와 CPU, GPU가 하나의 시스템처럼 작동하는 양자 중심 슈퍼컴퓨팅 환경에서 알고리즘과 워크플로를 개발하고 검증합니다.

IBM은 유망한 접근법으로 계층형 오류 정정을 꼽았습니다. 내부 코드가 모듈 안의 큐비트를 보호하고, 외부 코드가 내부 코드의 논리 큐비트를 감싸 2차 보호를 더하는 방식입니다. IBM 연구는 물리 오류율 1,000분의 1에서 1조 번의 논리 연산에 도달할 수 있다고 제시했습니다.

이 플랫폼은 DoE의 Quantum Genesis Mission 목표에서 핵심 역할을 할 전망입니다. 최근 발표된 Q Competition은 논리 큐비트 100개로 수억 번의 내결함성 연산을 수행하는 시스템 구현을 목표로 합니다.