양자컴퓨팅 (Quantum Computing) 편집하기 (부분)

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=== 개요 ===

[[File:기술백서 전체수정 12.jpg|thumb|200px|Transmon 큐비트를 이용한 양자 오류 정정 회로. 참고문헌 <ref name=Kelly />의 그림을 재구성함.
]]

[[양자 컴퓨터]]를 이용한 의미 있는 연산을 수행하기 위해서는 연산 과정 도중에 [[큐비트]]의 상태가 일정하게 유지되어야 한다. 하지만 큐비트의 [[양자 상태]]는 주변 환경에서 발생한 열이나 잡음에 취약하기 때문에 쉽게 변하며, 이러한 오류를 정정하기 위한 기술이 추가적으로 필요하다. 이러한 오류를 해결하기 위해 고전 컴퓨터의 경우 RAID 시스템과 같이 저장된 정보를 여럿 복제하여 함께 저장하는 방식을 택하고 있으며, 오류가 발생했을 때 정보의 복사본들을 비교하여 오류를 찾아내고 정정할 수 있다. 하지만 큐비트의 양자 상태는 복제 불가능성 정리(no-cloning theorem)에 의해 동일한 여러 개의 상태로 복제할 수 없으며, 오류 확인을 위해 양자 상태를 측정할 경우 원래의 상태가 붕괴된다.<ref name=Nielsen>M. A. Nielsen, &amp; I. L. Chuang, Quantum computation and quantum information (Cambridge University Press, 2002)</ref> 따라서 이러한 근본적 한계로 인해 고전 오류 정정 방식과는 근본적으로 다른 접근이 필요하다. 최초의 양자 오류 정정 기술인 Shor code<ref name=Shor>Peter W. Shor, Scheme for reducing decoherence in quantum computer memory, Physical Review A 52, R2493(R) (1995). doi:[https://doi.org/10.1103/PhysRevA.52.R2493 10.1103/PhysRevA.52.R2493].</ref> 이후로 Steane code<ref name=Steane>Andrew M. Steane, Error correcting codes in quantum theory, Physical Review Letters 77, 793 (1996). doi:[https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.793 10.1103/PhysRevLett.77.793].</ref>, Stabilizer code<ref name=Gottesman>D. Gottesman, Stabilizer codes and quantum error correction, [https://arxiv.org/abs/quant-ph/9705052 arXiv:quant-ph/9705052] (1997).</ref><ref name=Kelly>J. Kelly ''et al.'', State preservation by repetitive error detection in a superconducting quantum circuit, Nature 519, 66 (2015). doi:[https://doi.org/10.1038/nature14270 10.1038/nature14270].</ref> 등 다양한 양자 오류 정정 기술들이 제안되었으며 현재에도 Surface code<ref name=Floler>A. G. Fowler, M. Mariantoni, J. M. Martinis &amp; A. N. Cleland, Surface codes: Towards practical large-scale quantum computation, Physical Review A 86, 032324 (2013). doi:[https://doi.org/10.1103/PhysRevA.86.032324 10.1103/PhysRevA.86.032324].</ref>를 비롯한 다양한 기술들이 활발히 연구되고 있다. 본 내용에서는 양자 오류 정정 기술의 가장 기초적인 형태인 Shor code에 초점을 맞추어 기술하였다.

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