QBI Update (Stage B)

⚛️ DARPA의 양자 벤치마킹 이니셔티브 (QBI) Stage B 참가자 및 개요

DARPA(방위고등연구계획국)가 양자 벤치마킹 이니셔티브(Quantum Benchmarking Initiative, QBI)의 웹페이지를 조용히 업데이트하며 Stage B에 참여하는 11개 기관을 발표했습니다.

 

이 이니셔티브는 DARPA의 기존 양자 벤치마킹 및 US2QC(대규모 양자 컴퓨팅을 위한 미개척 시스템) 프로그램에서 발전한 것으로, 2024년 7월에 시작되었습니다. 목표는 2033년까지 어떤 양자 컴퓨팅 방식이 실용적인 규모(utility-scale)의 운영에 도달할 수 있을지 판단하는 것입니다.

QBI가 시작될 당시, DARPA QBI 리드인 Joe Altepeter는 심사 수준에 대해 매우 명확히 밝혔습니다.

"우리의 시작 위치는 회의적 이었습니다. 구체적으로 말해, 충분한 수의 논리 큐비트를 가진 완벽하게 내결함성(fault-tolerant)을 갖춘 양자 컴퓨터가 구축될 수 있는지에 대한 회의론이죠. 우리는 회의실에 들어가 '당신이 하는 일은 효과가 없을 가능성이 높다'고 말할 것입니다. 저는 소규모 과학자 및 엔지니어 팀을 데려올 것이고, 우리는 당신의 증거를 듣고, 우리 자체 분석을 사용하여 이중, 삼중으로 확인할 것입니다. 그리고 만약 우리가 당신이 개발하는 기술이 검증되었고 당신이 뭔가 큰 것을 발견했다는 확신을 갖게 된다면, 우리는 정부의 나머지 부서에 알리고 당신의 접근 방식에 대한 강력한 옹호자가 될 것입니다."

---

QBI의 3단계 개요

• Stage A (현재 완료): 실현 가능한 단기 경로를 가진 실용적인 규모의 양자 컴퓨터 개념에 대한 상세한 기술 사양을 제공하는 데 중점을 둔 단계.
• Stage B (현재 진행 중): 제안된 실용적인 규모의 양자 컴퓨터 개념을 뒷받침하는 연구 개발에 대한 철저한 평가를 요구하는 단계.
• Stage C: 이 단계에서는 팀들이 DARPA의 독립적인 검증 및 확인(IV&V) 그룹과 협력하여 제안된 시스템이 명시된 대로 구축될 수 있는지, 그리고 설계된 대로 작동할 수 있는지 평가하게 됩니다.

DARPA는 지난 4월에 Stage A의 초기 참가자 대부분을 발표했으며, QuEra는 몇 주 후에 포함되었다고 발표했습니다. DARPA는 Stage B를 1년간의 R&D 정밀 조사 과정으로 설명했으며, 이후 Stage C에서 심층적인 실습 평가가 이어진다고 언급했습니다.

Altepeter는 4월에 다음과 같이 설명했습니다. "Stage B 동안 우리는 그들이 끝까지 갈 수 있는지 확인하기 위해 R&D 계획의 모든 측면을 철저히 검토할 것입니다. 단순히 내년의 이정표를 달성하는 것뿐만 아니라, 이러한 종류의 일정 내에 변혁적인 기술을 구축하려는 시도의 시험을 견뎌낼 수 있는지를 말이죠. Stage A와 B를 통과한 팀들은 프로그램의 최종 부분인 Stage C에 진입하게 되며, 여기서는 전체 규모의 IV&V 팀이 구성 요소, 서브시스템, 알고리즘, 즉 실제로 내결함성 양자 컴퓨터를 구축하는 데 필요한 모든 것을 실시간으로 엄격하게 평가할 것입니다. 그리고 우리는 회사의 속도를 늦추지 않으면서 이 모든 평가를 수행할 것입니다."

---

Stage B 참가 11개 기관

기관명	위치	기술 분야
Atom Computing	볼더, 콜로라도	확장 가능한 중성 원자 배열
Diraq	시드니, 호주/팔로알토, 캘리포니아/보스턴, 매사추세츠	실리콘 CMOS 스핀 큐비트
IBM	요크타운 하이츠, 뉴욕	모듈형 초전도 프로세서를 이용한 양자 컴퓨팅
IonQ	칼리지 파크, 메릴랜드	트랩트 이온 양자 컴퓨팅
Nord Quantique	셔브룩, 퀘벡, 캐나다	보손 오류 수정이 적용된 초전도 큐비트
Photonic Inc.	밴쿠버, 브리티시 컬럼비아, 캐나다	광학적으로 연결된 실리콘 스핀 큐비트
Quantinuum	브룸필드, 콜로라도	트랩트 이온 QCCD(양자 전하 결합 장치) 아키텍처
Quantum Motion	런던, 영국	MOS 기반 실리콘 스핀 큐비트
QuEra Computing	보스턴, 매사추세츠	중성 원자 큐비트
Silicon Quantum Computing Pty. Ltd.	시드니, 호주	실리콘 내 정밀 원자 큐비트
Xanadu	토론토, 캐나다	포토닉 양자 컴퓨팅

---

주목할 점

Stage A에 참여했던 Alice & Bob, Atlantic Quantum (현재 Google Quantum AI의 일부), HPE, Oxford Ionics (B 참가 기관인 IonQ에 인수됨), Rigetti는 Stage B 명단에서 제외되었습니다.

DARPA는 평가 과정의 일정이 다양하며 관련 기업들이 3단계에 걸쳐 다른 시기에 진전될 수 있다고 지적했습니다. DARPA는 다른 회사들이 Stage B에 합류할 가능성이 있지만 보장된 것은 아니라고 밝혔습니다.

DARPA는 QBI가 참가자들 간의 경쟁이 아니며, 기관이 실용적인 규모의 양자 컴퓨팅에 도달하는 모든 실행 가능한 경로를 추구하기 위해 노력하고 있음을 항상 강조해 왔습니다. 고전적인 컴퓨팅과 달리, 양자 컴퓨팅에서는 아직 지배적인 아키텍처가 등장하지 않았으며, 각 기술 스택은 자체적인 장점, 단점, 그리고 미해결 엔지니어링 과제를 안고 있습니다.

Stage B가 현재 진행됨에 따라, DARPA는 다음 1년 동안 11개 팀의 계획을 평가하면서 이러한 이질성(heterogeneity)에 정면으로 맞서고 있습니다.