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용어집
Glossary중급

표면 부호

surface code

양자 용어 사전난이도 중급1분 읽기

Definition

2차원 격자 위에 물리 큐비트를 배열하고 인접 큐비트 간의 측정만으로 오류를 감지·수정하는 위상학적 양자 오류 정정 부호.

직관적 비유

체스판을 상상해 보자. 각 칸에 큐비트가 놓여 있고, 변을 공유하는 이웃 큐비트끼리만 '대화'한다. 어느 한 칸에서 오류가 생기면 주변 칸들의 측정값 패턴이 흐트러지므로, 마치 파문이 퍼지듯 오류 위치를 추적할 수 있다.

엄밀한 정의

표면 부호는 2차원 격자에 배열된 개의 물리 큐비트로 하나의 논리 큐비트를 인코딩하는 **안정자 부호(stabilizer code)**이다. 격자의 면(plaquette)마다 형 안정자 , 꼭짓점(vertex)마다 형 안정자 를 정의하며, 이 연산자들이 모두 고유값을 가질 때 코드 공간이 보존된다. 오류가 발생하면 인접 안정자 측정값(신드롬)이 로 바뀌고, 최소 무게 완벽 매칭(MWPM) 등의 디코더로 오류를 추론·수정한다. 부호 거리 가 클수록 개까지의 오류를 수정할 수 있다.

중요성과 응용

표면 부호의 가장 큰 강점은 **오류 임계값(threshold)**이 약 로 현존하는 양자 부호 중 가장 높은 수준이며, 인접 큐비트 간 상호작용만 필요해 현재 초전도·이온 트랩 플랫폼에 친화적이다. Google, IBM 등이 결함 허용 양자 컴퓨팅의 핵심 경로로 채택하고 있으며, 논리 큐비트 수명 연장 실험에서 이미 물리 큐비트 대비 오류율 억제가 실증되었다.

이 정의는 Claude 가 작성한 것으로, 오류가 있을 수 있습니다.

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