Yale ERASE 프로젝트, NSF 400만 달러로 2단계 오류정정 연구 착수

1단계에서 2단계로: 지원 규모 4배 확대

ERASE(Erasure Qubits and Dynamic Circuits for Quantum Advantage)는 약 1년여 전 NSF가 National Quantum Virtual Laboratory 소속 6개 파일럿 프로젝트에 각각 100만 달러를 지원하면서 출발했다. 이번 2단계 지원금은 그 4배 규모인 400만 달러로, 기간은 2년이다. 프로젝트팀은 이 기간 동안 하드웨어·소프트웨어 설계도를 구체화하고, 이후 3단계에서 실제 하드웨어를 구축하기 위한 세부 계획도 수립할 예정이다.

삭제 큐비트: 오류를 '신고'하는 새로운 접근

기존 양자오류정정 방식과 달리, ERASE가 주목하는 삭제 큐비트는 지배적 오류가 발생하는 순간 플래그 신호를 생성하는 구조를 갖는다. 쌍공진기(dual-resonator) 설계를 기반으로 하며, 오류가 어디서 발생했는지 사전에 파악할 수 있으면 오류정정 코드의 복잡도와 오버헤드를 줄일 수 있다는 것이 핵심 논리다. 책임연구자인 Steven Girvin Yale 물리학 교수는 이 구조가 기존 아키텍처와 근본적으로 다르다고 강조하며, 새로운 알고리즘·컴파일러·오류정정 프로토콜이 모두 필요하다고 밝혔다.

연구진 구성과 협력 기관

공동 책임연구자(Co-PI)로는 Yale의 Michael Hatridge 부교수, Southern Connecticut State University의 Christine Broadbridge, Princeton의 Margaret Martonosi, 메릴랜드대의 Xiaodi Wu가 참여한다. Yale 내에서는 Yongshan Ding, Shruti Puri, Aleksander Kubica 등 응용물리 및 컴퓨터과학 분야 조교수들도 시니어 멤버로 이름을 올렸다. National Quantum Virtual Laboratory의 온라인 연구 커뮤니티도 물리학·컴퓨터과학·시스템 아키텍처 전반에 걸쳐 협력한다.

산업 파트너 D-Wave Quantum과 인력 양성

산업 파트너로는 D-Wave Quantum이 참여한다. D-Wave Quantum은 올해 1월 Yale 스핀오프 기업인 Quantum Circuits, Inc.를 인수했으며, 이번 2단계 연구·개발 거점을 코네티컷주 뉴헤이번에 둘 예정이다. 프로젝트팀은 D-Wave Quantum의 현지 인력 채용 확대와 함께 코네티컷주 내 양자 기술 인력 양성 프로그램도 병행 추진한다. 기술 커뮤니티 확장을 통해 알고리즘 개발자부터 하드웨어 연구자까지 시스템 전반에 참여하는 생태계 구축이 궁극적 목표다.

의미와 한계

삭제 큐비트 방식은 오류 위치 정보를 사전에 제공함으로써 오류정정 효율을 높일 수 있다는 이론적 장점이 있다. 그러나 2단계는 여전히 설계도 수준의 청사진 단계이며, 실제 대규모 하드웨어 구현은 3단계 이후의 과제로 남아 있다. 새로운 알고리즘·소프트웨어 스택 개발도 병행해야 하므로, 상용화까지는 상당한 시간이 필요하다.