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1. 서론: 임계값이 왜 중요한가양자 오류정정(QEC)에서 임계값(Threshold)은 특정 코드가 허용할 수 있는 오류율의 상한선을 의미한다. 물리적 큐비트의 오류율이 임계값보다 낮으면 오류를 효과적으로 정정해 논리 오류율을 지수적으로 낮출 수 있지만, 임계값 이상이면 코드 크기를 아무리 키워도 오류가 축적되어 계산이 유지되지 못한다.특히 최근 급격히 주목받고 있는 Quantum LDPC 코드는 낮은 밀도의 패리티 검사를 기반으로 하여, 확장성과 자원 효율성이 우수하다는 장점이 있다. 이 때문에 LDPC 코드의 임계값을 분석하고 향상시키는 연구는 차세대 Fault-Tolerant Quantum Computing의 핵심 방향으로 자리잡고 있다.2. Quantum LDPC 코드의 구조적 특징LDPC 코드는..

1. 서론: Leakage 오류가 중요한 이유양자 컴퓨터는 큐비트의 초전도 상태, 이온 포획, 스핀 기반 구조 등 다양한 플랫폼을 바탕으로 구현된다. 그러나 이러한 물리적 큐비트는 기본적으로 2차원 힐베르트 공간인 (|0\rangle)과 (|1\rangle)에 머물러야 정상적인 연산이 가능하다. 문제는 현실의 물리 시스템이 이상적으로 두 상태만을 갖지 않는다는 점이다. 외부 노이즈, 주파수 교란, 비선형 상호작용 등의 이유로 큐비트는 (|2\rangle), (|\text{aux}\rangle) 같은 논리 공간 밖의 에너지 준위로 튀어나가는 현상, 즉 Leakage 오류를 경험하게 된다.Leakage 오류는 단순한 비트 플립이나 페이즈 플립과 달리 양자 오류 정정 코드에서 가정하는 Pauli 오류 모델로 ..

1. 서론: 게이지 색코드가 주목받는 이유게이지 색코드(Gauge Color Code, GCC)는 3D 컬러 코드에서 파생된 확장형 구조로, 스테빌라이저 측정 부담을 크게 줄이면서도 높은 신뢰도의 오류정정을 지원하는 것으로 주목받고 있다.특히 게이지 측정 기반(Measurement-Only QEC)으로 복잡한 스테빌라이저를 단순화할 수 있어, 실제 양자 하드웨어 구현에서 필요한 측정 횟수를 대폭 줄일 수 있다는 장점을 갖는다.최근에는 GCC의 특징을 고차원 구조로 확장하고, 나아가 Quantum LDPC(Q-LDPC) 코드의 희소성(sparsity)과 결합하는 전략이 차세대 고성능 오류정정의 열쇠로 제시되고 있다.2. 게이지 색코드의 핵심 구조적 특징게이지 색코드는 기존 3D 색코드(color code)..