[학부 세미나] 11/13(금) 김경식 교수(연세대학교 기계공학과) "양자오류정정과 양자컴퓨팅"

기계공학부 구성원들의 많은 관심과 참여 부탁드립니다.

▣ 제 목: 양자오류정정과 양자컴퓨팅

▣ 연 사: 김경식 교수

▣ 소 속: 연세대학교 기계공학과

▣ 일 시: 2026. 11. 13.(Fri) 16:00

▣ 장 소: 제2공학관 B040호

▣ 초 록

양자컴퓨팅은 큐비트의 중첩과 얽힘을 활용하여 기존 컴퓨터와 다른 방식으로 정보를 처리하는 차세대 컴퓨팅 기술이다. 그러나 큐비트는 외부 잡음과 연산 오류에 민감하기 때문에 안정적인 연산을 구현하기 위해서는 양자오류정정(Quantum Error Correction, QEC) 기술이 필수적이다. 특히 양자정보는 복제하거나 직접 측정하기 어려우므로, 여러 물리 큐비트에 정보를 분산하고 오류 신드롬(Syndrome)을 측정하여 논리 큐비트의 정보를 보호하고 복구하는 기술이 핵심으로 주목받고 있다.

본 강연에서는 인공지능 기반 광학 위장과 광학 뉴로모픽 컴퓨팅을 시작으로, 전자·광자 기술의 발전과 양자컴퓨팅의 구현 방식 및 산업 동향을 살펴본다. 이어서 블로흐 구(Bloch Sphere)를 통한 큐비트의 상태 표현과 Pauli, Hadamard, CNOT 게이트의 작동 원리를 설명하고, 3-큐비트 비트 반전 코드를 중심으로 고전적 오류정정과 양자오류정정의 차이를 제시한다. 또한 메타물질 기반 광학 논리 게이트, 양자신경망을 활용한 반도체 결함 분류, IBM 양자컴퓨터를 이용한 검증 및 토폴로지 포토닉스 연구 사례를 소개한다. 마지막으로 표면 코드(Surface Code)와 XZZX 코드를 활용한 오류정정 성능 향상 기술을 다루고, 실제 양자컴퓨팅 시스템에서의 오류율 저감과 결함 허용 양자컴퓨팅 구현을 위한 기술적 과제 및 향후 발전 방향을 논의한다.