작은 큐비트 하나, 양자 컴퓨팅의 거대한 도약

양자 프로세서의 고결맞음 트랜스몬 큐비트의 예술적 이미지. 출처: 알렉산드르 카키넨

2025년 7월 8일, 핀란드 알토 대학교 물리학자들은 기존의 과학 기록을 획기적으로 뛰어넘는 트랜스몬 큐비트 코히어런스를 발표했습니다. 밀리초 코히어런스 측정은 계산 기술의 비약적인 발전을 의미하며, 이전의 최대 에코 코히어런스 측정값은 0.6밀리초에 근접했습니다.

큐비트의 일관성이 길어지면 양자 컴퓨터가 오류 없는 연산을 수행할 수 있는 시간이 늘어나, 오류 발생 전에 더 복잡한 양자 계산과 더 많은 양자 논리 연산을 수행할 수 있습니다. 이는 노이즈가 많은 양자 컴퓨터에서 더 많은 계산을 수행할 수 있게 해줄 뿐만 아니라, 양자 오류 수정에 필요한 리소스도 줄여 노이즈 없는 양자 컴퓨팅으로 가는 길을 열어줍니다.

"우리는 트랜스몬 큐비트의 에코 코히어런스 시간을 측정했는데, 최대 1밀리초, 중간값은 0.5밀리초였습니다."라고 측정을 수행하고 분석한 박사 과정생 미코 투오콜라는 말했습니다. 이 중간값은 현재 기록된 값을 능가하기 때문에 특히 중요합니다.

이 연구 결과는 권위 있는 심사평가 학술지인 Nature Communications 에 게재되었습니다.

연구자들은 전 세계의 연구 그룹이 재현할 수 있도록 그들의 접근 방식을 최대한 자세하게 보고합니다.

핀란드, 양자 분야 최전선에서 입지 굳건히

투오칼라는 칩을 제작하고 측정 장치를 구축한 알토 대학의 박사후 연구원 요시키 스나다 박사의 지도를 받았습니다.

"우리는 고품질 트랜스몬 큐비트를 재현성 있게 제작할 수 있었습니다. 학술 연구에 활용 가능한 클린룸에서 이를 달성할 수 있다는 사실은 핀란드가 양자 과학 및 기술 분야에서 선도적인 위치를 차지하고 있음을 입증합니다."라고 현재 미국 스탠퍼드 대학교에서 재직 중인 수나다는 덧붙였습니다.

이 연구는 알토 대학교 응용물리학과, 핀란드 아카데미 양자기술 우수센터(QTF), 핀란드 양자 플래그십(FQF)의 일부인 양자 컴퓨팅 및 장치(QCD) 연구 그룹의 결과물입니다.

큐비트는 핀란드 기술 연구 센터(VTT)에서 공급한 고품질 초전도막을 사용하여 알토(Aalto)의 QCD 그룹에서 제작했습니다. 이러한 성공은 핀란드의 마이크로, 나노, 양자 기술 국가 연구 인프라인 오타나노(OtaNano)에 있는 미크로노바(Micronova) 클린룸의 높은 품질을 보여줍니다.

QCD 그룹을 이끄는 양자 기술 교수인 미코 뫼토넨은 "이 획기적인 성과는 핀란드가 이 분야에서 글로벌 리더로서의 입지를 더욱 공고히 했으며, 미래의 양자 컴퓨터로 무엇을 이룰 수 있는지에 대한 방향을 제시했습니다."라고 말했습니다.

미래의 양자 컴퓨터를 확장하려면 여러 분야의 발전이 필요합니다. 그중에는 잡음 감소, 큐비트 수 증가, 그리고 QCD의 새로운 관측 결과의 핵심인 큐비트 결맞음 시간 개선이 있습니다. 연구팀은 최근 미래의 획기적인 발전을 더욱 빠르게 달성하기 위해 선임 연구원 한 명과 박사후 연구원 두 명을 채용했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/07/250724040459.htm