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양자 오류 정정(Quantum Error Correction, QEC)은 물리 큐비트의 불가피한 오류를 억제하고 논리 큐비트의 신뢰성을 확보하는 핵심 기술이다. 그러나 QEC를 실제로 구현하는 과정에서는 측정 과정 자체에서 발생하는 오류(measurement error)가 중요한 문제로 작용한다. 단순히 물리적 큐비트 오류만 고려해서는 전체 시스템 안정성을 보장할 수 없으며, 이러한 측정 오류를 효과적으로 처리하기 위한 Decoding 전략이 필수적이다. 본 글에서는 측정 오류의 특성과, 이를 고려한 최신 QEC 디코딩 방법, 그리고 실용적 응용 사례를 체계적으로 설명한다.1. 측정 오류의 발생 원인과 특성양자 오류 정정에서는 안정자(stabilizer)를 주기적으로 측정하여 오류를 탐지한다. 하지만 측..

토폴로지 기반 양자 오류 정정(Topological Quantum Error Correction, TQEC)은 표면 코드(Surface Code)와 색코드(Color Code)를 중심으로 발전한 고급 양자 오류 정정 기술이다. TQEC의 핵심은 논리 큐비트(Logical Qubit)를 단순한 물리 큐비트 집합으로 구현하지 않고, 격자 내 결함(Defect) 또는 홀(Hole)을 이용해 위상학적 특성으로 보호하는 데 있다. 이러한 접근은 논리 큐비트가 국소적 오류(local error)에 강건하게 되고, 장거리 오류 전파를 막을 수 있다는 장점을 제공한다. 본 글에서는 결함 기반 논리 큐비트 생성, 토폴로지적 연산 구현, 결함 설계의 최적화와 관련 연구를 체계적으로 설명한다.1. 토폴로지 코드에서의 결함 ..

1. 서론: 안정적인 양자 메모리가 어려운 이유양자 컴퓨팅의 성능은 단순히 빠른 연산 능력에만 의존하지 않는다. 그보다 더 근본적으로 중요한 요소는 양자 상태를 장시간 유지할 수 있는 메모리 안정성이다. 그러나 물리적 큐비트는 열 노이즈, 전기적 플럭스 변동, 환경과의 상호작용에 지속적으로 노출되어 있어, 수 밀리초에서 수백 밀리초 이내에 coherence를 잃기 쉽다. 이러한 한계를 극복하기 위해 표면 코드 기반 오류 정정, LDPC 코드, 중첩된 측정 구조 등 여러 기술이 제안되었으나, 이들의 공통적 한계는 활성(active) 오류 정정이 지속적으로 요구된다는 점이다.이에 반해 Self-Correcting Quantum Memory(자가-정정 양자 메모리)는 외부 개입 없이도 일정 수준의 오류를 스스..