한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 라영식 교수 연구팀이 빛을 이용해 연산하는 양자컴퓨터의 내부에서 일어나는 다중 광학모드 양자연산의 특성을 빠르고 정확하게 파악할 수 있는 '양자연산 토모그래피' 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

토모그래피(Tomography)는 의료용 전산화단층촬영 장치(CT)처럼 보이지 않는 내부 구조를 다양한 데이터를 바탕으로 복원하는 기술이다.

연구팀은 이 기술로 양자연산 내부에서 실제로 무슨 일이 일어나는지 CT 촬영하듯 명확하게 그려낼 수 있게 됐다고 설명했다.

기존 방식은 모드가 조금만 늘어나도 필요한 분석 양이 폭발적으로 많아져 사실상 5개 정도까지만 분석할 수 있었지만, 이 기술은 필요한 계산량을 크게 줄여 세계 최초로 16개의 광학 모드(빛 신호)가 서로 얽혀 작동하는 대규모 양자연산을 실험적으로 규명하는 데 성공했다.

라영식 교수는 "이번 연구는 양자컴퓨팅의 필수 기반기술인 양자연산 토모그래피의 효율을 획기적으로 높인 성과"라며 "확보한 기술은 향후 양자컴퓨팅·양자통신·양자센싱 등 다양한 양자기술의 확장성과 신뢰성을 높이는 데 크게 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 `네이처 포토닉스'에 지난 11일 온라인판으로 정식 출판됐다.