서울시립대 안도열 석좌 교수, 양자컴퓨팅 오류 완화 원천기술 개발

중앙일보

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비마르큐프 양자오류완화 모델에 사용된 개방형 양자시스템의 도식도. 이 개방형 양자 시스템의 포괄적인 관점으로 오류 원인을 이해하고 분석하며 효과적인 오류 완화 전략을 고안하는 데에 대한 틀을 제공한다.

서울시립대학교(총장 원용걸) 전자전기컴퓨터공학부 안도열 석좌교수는 과학기술정통부, 미국공군 (AFOSR) 및 메릴랜드 대학교 국립양자연구소 (Q-Lab)의 지원을 받아 비마르코프 양자오류완화 이론을 정립, 네이처 자매지 Scientific Reports 최신호에 단독 저자로 논문이 게재됐다고 밝혔다.

안도열 교수는 양자 오류 완화 (QEM:Quantum Error Mitigation)의 비마르코프 (Non-Markovian) 비용 함수를 분석하고, 감마 행렬을 사용하여 양자컴퓨터의 연산결과를 복원하는 이론적 모델을 정립했다. 중간 규모의 잡음이 있는 양자 (NISQ) 장치에서 비마르코프 노이즈 이해는 매우 중요하며, 안 교수는 조화 진동자를 사용하여 비마르코프 모델과 QEM 비용 함수를 제안하였으며 기존의 양자컴퓨터를 사용하여 실험적으로 검증하였다. 본 논문에서 도출된 양자오류완화이론은 양자컴퓨팅의 실용적 지평을 확대할 수 있는 학문적인 단초가 될 수 있을 것으로 예상된다.

본 연구 성과는 신약개발, 비선형 편미분 방정식 해결 등 4차 산업 혁명의 신기술 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

2023년 4월 과학기술정통부에서 발주한 32.5억원 규모‘NISQ 환경에서 저부하, 고효율 양자 오류 경감 기술 개발 및 응용’과제의 지원을 받아 본 연구는 진행되었다.

안 교수는 반도체 레이저와 양자정보통신에 대한 연구업적을 세계적으로 인정받아 2005년 IEEE 펠로우, 2009년 미국물리학회(APS) 펠로우에 선정됐으며, 2016년 일리노이대학교 탁월한 동문상 (Distinguished Alumni Award)을 수상한 바 있다. 지금까지 250여 편의 SCI논문을 발표하고 40여 건의 국제특허를 획득했다.

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