Cisco Outshift, 분산 QEC·EaaS 기반 양자 네트워크 컴파일러 v0.2.0 공개

소프트웨어 정의 제어 계층의 필요성

양자 네트워크를 다중 QPU 환경에서 실용적으로 운용하려면 광경로 설정, 물리 장치 트리거, 타이밍 파라미터를 각 소프트웨어 계층이 개별적으로 처리해야 하는 복잡성이 따른다. Cisco Outshift는 이번 두 프로토타입을 통해 그 복잡성을 추상화 계층 뒤로 감추는 접근을 채택했다. 두 제품 모두 Cisco의 Universal Quantum Switch 아키텍처를 기반으로 한다.

양자 네트워크 컨트롤러: EaaS와 폐루프 텔레메트리

양자 네트워크 컨트롤러는 세 계층 구조로 이루어진다. 최상단 북향 API(Northbound API)는 EaaS 엔드포인트를 외부에 노출하고, 컴파일러·센싱 애플리케이션·보안 프로토콜이 전송률·충실도·타이밍 조건만 선언적으로 요청하면 광경로 세부 구성 없이 얽힘을 온디맨드로 제공받을 수 있다.

중간 계층인 프로토콜 엔진·스케줄러는 얽힘 분배·스와핑·텔레포테이션을 상태 기반으로 관리하며, 확률적 벨 쌍 생성 실패 시 자동 재시도와 유휴 링크 회수를 수행한다. 하드웨어 추상화 계층(HAL)은 Qunnect와 Swabian Instruments를 포함한 복수 벤더의 광스위치·검출기·타임 태거를 단일 인터페이스로 정규화한다.

양자 상태는 측정 즉시 붕괴하는 특성상 직접 모니터링이 불가능하다. 컨트롤러는 폐루프 통계적 텔레메트리를 통해 링크 성능을 간접 추적하고, 성능 저하 감지 시 사전 정의된 튜닝 또는 재초기화를 자동 실행한다. 앞선 뉴욕시 17.6km 상용 광섬유 배포 환경에서 이 소프트웨어 스택은 실온에서 99% 이상의 편광 충실도를 기록했다.

네트워크 인식 컴파일러 v0.2.0: 분산 QEC와 TLER 지표

Network-Aware Quantum Compiler v0.2.0의 핵심은 물리 네트워크 파라미터를 회로 컴파일 단계에 직접 반영한다는 점이다. 광스위치 지연, 광섬유 감쇠 손실, 통신 큐비트 제약, QPU 간 표면 코드 격자 수술(lattice surgery) 조건이 컴파일 워크플로에 통합된다.

큐비트 분할 모듈은 Kernighan–Lin·METIS·시간 창(temporal window) 기반 그래프 컷 전략을 활용해 상호작용이 많은 큐비트를 동일 QPU 내에 배치함으로써 QPU 간 원격 게이트 수를 최소화한다. 분산 QEC 모듈은 표면 코드 패치 배치와 QPU 간 이음부 안정기 측정을 모델링하고, 격자 수술 실행에 필요한 반복적 벨 쌍 생성 스케줄을 산출한다.

새로 도입된 총 논리 오류율(TLER, Total Logical Error Rate)은 로컬 게이트 오류, 네트워크 벨 쌍 감쇠, 메모리 유휴 오류, 매직 상태 팩토리 오류를 단일 지표로 통합한다. 이를 통해 설계자는 물리적 실행 이전에 네트워크 위상(topology)과 코드 거리 간 트레이드오프를 정량적으로 비교할 수 있다.

접근성과 한계

Cisco는 컴파일러 SDK 문서와 함께 30일 무료 데모를 공식 웹사이트를 통해 제공한다. 다만 두 제품 모두 현재 연구 프로토타입 단계이며, 상용 출시 일정은 공개되지 않았다. 분산 QEC가 실제 대규모 QPU 클러스터에서 달성하는 논리 오류율 수치에 대한 독립적 검증 결과도 아직 발표되지 않은 상태다.