여러 양자컴퓨터를 네트워크로 연결하려면 정보를 빛으로 옮기고, 서로 다른 종류의 큐비트와 메모리가 같은 양자 상태를 공유하도록 해야 합니다. IonQ는 10월 9일 갇힌 이온 큐비트와 다이아몬드의 실리콘 공공(SiV) 양자 메모리를 광자 링크로 연결해 초당 1,000회가 넘는 얽힘 사건을 만들었다고 발표했습니다. 초당 몇 번 연결되는지는 분산형 양자 연산의 연결 고리를 평가하는 한 지표입니다.
이온과 고체 메모리의 역할을 나누다
이온은 정보를 오랫동안 보존하는 특성으로 알려져 있고, 다이아몬드 색중심은 빛과 결합시키는 데 장점이 있습니다. IonQ의 실험은 두 종류의 하드웨어를 광자 링크로 이어, 각자의 장점을 하나의 네트워크에서 결합할 수 있는지 보려는 접근입니다. 광자는 한 장치에서 다른 장치로 양자 상태를 전달하는 매개가 됩니다. 연결의 핵심인 얽힘은 두 시스템의 상태가 독립적이지 않게 상관되는 현상이며, 이후 분산 연산이나 양자 통신에 필요한 자원입니다.
IonQ는 이번 속도가 갇힌 이온을 이용한 기존 기록보다 네 배 이상 빠르다고 설명합니다. arXiv에 10월 7일 올라온 프리프린트는 평균 연결 속도를 1.03(1)kHz, 즉 약 1,030회/초로 보고했습니다. 논문이 제시한 얽힌 Bell 쌍의 충실도는 87.9(7)%입니다. 이는 프리프린트에 보고된 실험값이며 동료 심사를 거친 최종 결과는 아닙니다. 이 수치는 네트워크를 통해 정답을 얼마나 빨리 계산했는지나 실제 애플리케이션 처리량을 뜻하지 않습니다. 연결 이벤트의 속도와 상태 충실도, 장치 간 거리를 늘릴 때의 손실, 오류가 누적된 뒤에도 연산을 수행하는 능력은 서로 다른 측정입니다.
속도 기록에서 확장 가능한 네트워크까지
실험 결과의 가치는 서로 다른 하드웨어를 결합할 수 있음을 보였다는 데 있습니다. 그러나 한 링크의 높은 이벤트율은 여러 노드가 얽힌 대규모 네트워크의 검증과 다릅니다. 연결 유지 시간, 이벤트 성공률과 충실도, 전송 거리, 동기화, 오류 보정이 함께 개선돼야 네트워크가 실제 계산을 맡을 수 있습니다. 회사 발표에 따르면 연구팀은 실험 결과를 기술 논문으로 공개했고, DARPA의 양자 네트워크 프로그램과도 연계해 연구를 확장하고 있습니다.
당장은 양자컴퓨터를 광섬유로 잇는 제품이 출시됐다고 볼 수 없습니다. 이 결과를 현실적인 진전으로 평가하려면 같은 구조에서 반복 재현이 가능한지, 연결을 계산에 넣었을 때 전체 오류율과 자원 요구가 어떻게 달라지는지를 살펴야 합니다. 이번 발표는 고립된 양자 프로세서를 네트워크 자원으로 바꾸는 기술적 병목 하나를 측정 가능한 실험으로 다룬 단계입니다.