Rigetti Novera QPU, Zurich Instruments 제어계와 이틀 만에 단일 큐비트 특성화 완료

실험 배경: Novera QPU 파트너 프로그램

국가 연구소·대학기관이 온프레미스 양자 컴퓨팅 인프라를 구축하는 흐름이 빨라지면서, Rigetti는 Novera QPU 파트너 프로그램을 운영하며 외부 제어 시스템과의 호환성을 검증하고 있다. Zurich Instruments는 이 프로그램의 창립 멤버 중 하나로, 이번에는 Rigetti 본사 파운드리에서 직접 통합 실험을 수행했다.

큐비트 특성화 결과

실험은 초전도 큐비트 특성화의 표준 절차를 따랐다. 먼저 읽기 공진기와 큐비트의 주파수를 확인하고 최적 읽기 전력을 찾은 뒤, 결맞음 시간 측정으로 이어졌다. 큐비트 3번에서 측정된 T₁은 45.9 µs, T₂ echo는 25.5 µs로, Rigetti 자체 제어 전자장치로 측정한 기존 수치와 유사했다. 읽기 충실도는 97.96%, 랜덤화 벤치마킹 기반 단일 큐비트 게이트 충실도는 T₁ 한계 조건에서 99.51%를 기록해 내부 기준치와 동등한 수준임을 확인했다.

2큐비트 게이트 초기 구동

단일 큐비트 특성화 이후, 큐비트 3번과 6번 사이의 2큐비트 게이트 구동을 시작했다. 두 큐비트 사이의 조정 가능 결합기(tunable coupler)를 이용해 게이트를 변조하는 방식을 적용했다. 2큐비트 랜덤화 벤치마킹 결과는 추후 공개 예정이며, 향후 실험에는 Rigetti의 ABAA 공정이 활용될 계획이다. ABAA는 큐비트 주파수 타겟팅 정밀도와 읽기 공진기 및 인접 큐비트와의 상호작용 품질을 개선하는 제조 공정이다.

시스템 유연성과 실용적 가치

이번 실험에서 눈에 띄는 점은 Zurich Instruments 소프트웨어의 사용성이었다. 실험을 독립적인 '태스크' 단위로 정의하고 이를 조합해 복합 실험을 구성하는 방식, 그리고 냉각 시스템 없이도 펄스 파형과 타이밍을 미리 검증할 수 있는 시뮬레이터 기능이 엔지니어들에게 긍정적으로 평가받았다. Rigetti 측은 Novera QPU의 모듈형 설계가 다양한 외부 제어 시스템과의 조합에서도 일관된 성능을 유지할 수 있음을 이번 시연으로 확인했다고 밝혔다.

의미와 한계

이번 협업은 온프레미스 양자 시스템 구축을 검토하는 연구기관에 실질적인 참고 사례가 된다. 다만 이번 발표는 단일 칩·단일 큐비트 쌍을 대상으로 한 초기 특성화 수준에 머물며, 2큐비트 게이트 충실도 수치는 아직 공개되지 않았다. 전체 9큐비트에 대한 체계적 벤치마킹과 ABAA 공정 적용 이후의 성능 비교 데이터가 뒷받침돼야 실용적 평가가 가능하다.