퀀텀 머신, 양자 시스템 캘리브레이션 가속화를 위한 오픈 소스 퀄리브레이트 공개

고급 하이브리드 양자 클래식 제어 솔루션의 선도적 공급업체인 퀀텀 머신(Quantum Machines)은 오늘 양자 컴퓨터 캘리브레이션을 간소화하도록 설계된 오픈 소스 프레임워크인 퀄리브레이트(Qualibrate)를 출시한다고 발표했습니다(스타일명 QUAlibrate). 이 프레임워크는 캘리브레이션 시간을 몇 시간에서 단 몇 분으로 크게 단축합니다.

양자 컴퓨팅의 가장 중요한 확장 문제 중 하나를 해결하는 퀀텀 머신의 이 새로운 프레임워크는 신속한 모듈식 캘리브레이션을 촉진하는 동시에 캘리브레이션 프로토콜 개발 및 공유를 위한 전 세계 생태계를 장려합니다.

이 프레임워크는 캘리브레이션 시간을 크게 단축하고 다양한 양자 컴퓨팅 시스템에서 캘리브레이션 프로토콜을 설계, 실행 및 공유하기 위한 완벽한 솔루션을 제공합니다. 퀄리브레이트의 개방형 에코시스템은 전 세계 연구자들과 기업들이 공동으로 진전을 이루어 실용적인 양자 컴퓨터를 향한 여정을 가속화할 수 있도록 지원합니다.

캘리브레이션은 초기 설정뿐만 아니라 작동 중 시스템 드리프트를 보정하기 때문에 양자 컴퓨터 성능의 지속적인 유지 관리에도 필수적입니다.

양자 시스템이 확장됨에 따라 캘리브레이션의 복잡성은 기하급수적으로 증가합니다. 예를 들어 100큐비트 초전도 양자 컴퓨터를 처음부터 완전히 캘리브레이션하려면 최대 이틀이 소요될 수 있습니다. 사전 보정된 시스템을 재보정하는 데에도 1시간 이상이 소요될 수 있습니다. 이러한 비효율성은 향후 수십만 큐비트의 시스템으로 확장할 때 큰 장애물이 됩니다.

퀀텀 머신의 CTO인 요나탄 코헨은 "우리는 캘리브레이션 속도와 품질이라는 두 가지 요소에 초점을 맞추고 있으며, 이 균형이 전반적인 양자 컴퓨터 성능에 영향을 미칩니다."라고 말합니다. "양자 커뮤니티가 이 과제를 함께 극복할 수 있는 최적의 위치에 있다고 믿기 때문에 오픈 소스 솔루션을 개발했습니다. 학계와 업계의 연구원들은 끊임없이 혁신적인 캘리브레이션 알고리즘과 프로토콜을 설계하고 있습니다. 어느 날 보스턴의 한 팀이 양자 연산 충실도를 향상시키는 프로토콜을 소개할 수도 있고, 다음 날 유럽의 한 회사가 캘리브레이션을 가속화하는 방법을 개발할 수도 있습니다. 이러한 근본적인 문제를 해결하려면 각 팀이 서로의 획기적인 기술을 즉시 채택하고 이를 기반으로 구축할 수 있는 협업이 필요합니다."

이 문제를 해결하기 위해 퀀텀 머신은 양자 교정을 단절된 스크립트에서 통합 모듈식 시스템으로 전환하는 오픈 소스 교정 프레임워크인 Qualibrate를 만들었습니다. 퀄리브레이트는 양자 연구자와 엔지니어가 재사용 가능한 캘리브레이션 구성 요소를 개발하고, 이를 정교한 워크플로로 조립하고, 직관적인 사용자 인터페이스를 통해 캘리브레이션을 실행할 수 있도록 지원합니다. 이 플랫폼은 하드웨어 복잡성을 추상화하여 팀이 낮은 수준의 구현 대신 양자 시스템 로직에 집중할 수 있도록 지원합니다.

"퀄리브레이트는 우리 조직의 판도를 바꿔놓았습니다."라고 Qolab의 CTO인 존 마티니스는 말합니다. "자동화된 캘리브레이션을 통해 이전에는 수작업으로 최대 2시간이 걸리던 전체 캘리브레이션을 10분 이내에 완료할 수 있습니다. 덕분에 귀중한 시간을 절약할 수 있어 우리 팀은 QPU 개발을 가속화하는 데 집중할 수 있습니다."

최근 이스라엘 양자 컴퓨팅 센터(IQCC)에서 진행된 시연에서 Qualibrate는 초전도 큐비트에 대한 멀티큐비트 캘리브레이션을 단 140초 만에 수행하여 실제 조건에서 시스템의 속도와 효율성을 보여주었습니다.

퀄리브레이트는 오픈 소스이자 모듈식이기 때문에 연구자들이 개발한 새로운 캘리브레이션 프로토콜을 더 넓은 양자 컴퓨팅 커뮤니티에서 신속하게 배포, 테스트, 개선할 수 있습니다.

기업들은 또한 양자 시스템 시뮬레이션 및 딥 러닝 알고리즘과 같은 고급 기술을 통합하여 Qualibrate를 사용하여 독점 솔루션을 구축할 수 있습니다. 이를 통해 핵심 캘리브레이션 개선 사항이 공개적으로 공유되고 전문화된 도구가 성능을 향상시키는 에코시스템을 조성할 수 있습니다.

퀀텀 머신은 프레임워크와 함께 초전도 양자 컴퓨터를 위한 첫 번째 캘리브레이션 그래프, 즉 즉시 배포할 수 있는 맞춤형 캘리브레이션 패키지를 출시합니다.

이 그래프는 퀄리브레이트의 병렬 캘리브레이션 기능을 사용해 캘리브레이션 시간을 획기적으로 단축합니다. 앞으로 퀀텀 머신과 엔비디아는 퀄리브레이트와 엔비디아 DGX 퀀텀과 같은 시스템을 통합하는 소프트웨어 라이브러리를 구축하여 머신 러닝 모델을 통해 더욱 빠른 캘리브레이션 실행과 높은 충실도의 결과를 제공할 계획입니다.

퀀텀 머신은 2018년 초에 이타마르 시반(Itamar Sivan, CEO), 요나탄 코헨(Yonatan Cohen, CTO), 니심 오펙(Nissim Ofek, 수석 엔지니어)에 의해 설립되었습니다. 세 명의 설립자 모두 물리학 박사 학위를 보유하고 있으며 양자 컴퓨팅과 양자 전자공학에 대한 폭넓은 전문 지식을 보유하고 있습니다.

퀀텀 머신스는 설립 이후 PSG Equity, Red Dot Capital 파트너스, 인텔 캐피탈, TLV 파트너스, 배터리 벤처스 등 유수의 벤처 펀드로부터 2억 8천만 달러의 자금을 확보했습니다. 퀀텀 머신은 약 170명의 직원을 고용하고 있으며, 절반은 이스라엘에, 나머지는 유럽, 미국 및 기타 지역에 분산되어 있습니다.

양자 컴퓨팅 연구자 및 엔지니어는 오픈 소스 리포지토리(https://github.com/qua-platform/qualibrate)를 방문하여 QUAlibrate를 즉시 사용할 수 있습니다.