Qiskit과 양자컴퓨팅 시뮬레이터, 실제 양자 프로세서를 활용해 직접 실행한 실험과 실습 결과를 정리합니다. 양자회로 구성, 측정 결과, 시뮬레이터와 실제 QPU 비교, 오류와 노이즈 분석 등 직접 확인한 과정과 데이터를 중심으로 다룹니다.
양자컴퓨터의 계산에는 오류가 섞일 수 있습니다. 저번 “초고속 시뮬레이션의 미래” 포스팅에서 오류와 반복측정에 대한 부분을 다룬 적이 있습니다. 그에 대한 실험으로 오류확률을 20%로 설정해 직접 확인했습니다. 아래 실험을 함께 확인해보시죠. 양자컴퓨터에서 한 번 계산했는데 틀린 결과가 나왔다면 같은 계산을 여러 번 반복하면 어떨까요? 오류가 무작위로 발생한다면 여러 결과 가운데 가장 많이 나온 답을 선택하는 것만으로도 … Read more
양자컴퓨터 큐비트는 한번 만든 상태를 계속 유지하지 못합니다. 주변 환경과 지속적으로 상호작용하기 때문인데요. 이해를 위해 이번 글에서는 큐비트를 ∣1⟩|1\rangle로 만든 뒤 시간을 늘려가며 상태가 ∣0⟩|0\rangle으로 가는 과정을 봅시다. 일반 컴퓨터의 메모리는 전원이 정상적으로 공급되는 동안 0과 1을 비교적 안정적으로 보관합니다. 그렇다면 양자컴퓨터의 큐비트도 한번 1로 만들어 두면 그대로 유지될까요? 실제 양자컴퓨터에서는 그렇지 않습니다. 큐비트는 주변 … Read more
양자컴퓨터가 다르다면 같은 양자회로라도 실행결과가 달라질까요? 이번 글에서는 Bell State 회로 하나를 서로 다른 실제 QPU 두 대에서 동일한 조건으로 실행하고 측정값, 오류 비율, 회로 변환 결과까지 직접 비교합니다. 아래 글을 함께 보시죠. 코드는 하나인데 실행하는 양자컴퓨터가 달라지면 결과도 달라질까요? 이번 실험에서는 똑같은 2큐비트 Bell State 회로를 서로 다른 실제 양자 프로세서 두 대에서 실행합니다. … Read more
양자컴퓨터에서 같은 회로를 1,000번 실행하면 항상 비슷한 결과가 나올까요? 이번 글에서는 IBM의 실제 QPU를 직접 실행하여 동일한 양자회로를 반복 실행해 결과 비율이 얼마나 달라지는지 직접 비교해보았습니다. 아래 글을 함께 살펴보시죠. 양자컴퓨터에서 똑같은 회로를 똑같이 실행하면 결과도 항상 똑같을까요? 이번에는 시뮬레이터가 아니라 IBM의 실제 양자 프로세서에서 하나의 큐비트를 중첩 상태로 만든 뒤 1,000회 측정을 여러 번 … Read more
양자컴퓨터를 일상 생활에서 써보기 위해 쉬운 실험을 한 번 해보겠습니다. 점심 메뉴를 정하지 못해 고민했던 경험은 누구나 한 번쯤 있을텐데요. 양자 중첩과 측정이라는 개념을 Qiskit실험을 통해 점심메뉴를 결정하는데 적용해보겠습니다. 앞선 실험에서는 양자회로로 가위바위보를 선택해봤습니다. 당시에는 큐비트 2개에서 나오는 00, 01, 10, 11 네 가지 결과를 세 가지 선택지에 맞춰야 했기 때문에 11을 버리고 다시 뽑는 … Read more
양자컴퓨터에게 가위·바위·보를 시키면 세 선택지가 정말 똑같이 나올까요? 이번에는 2개의 큐비트로 4가지 비트 결과를 만든 뒤 하나를 제외하는 방식으로 가위바위보를 10,000번 실행했습니다. 양자 측정, 확률, 무작위 선택의 연결을 확인해보시죠. 가위바위보는 아주 단순한 게임이지만 한 가지 조건이 중요합니다. 가위, 바위, 보 중 어느 하나도 더 자주 선택되면 안 된다는 점입니다. 그렇다면 양자컴퓨터에 가위바위보 선택을 맡기면 세 … Read more
양자컴퓨터에서는 Hadamard Gate를 이용해 0과 1이 같은 확률로 측정되는 ‘양자 동전’을 만들 수 있습니다. Qiskit으로 100번, 1,000번, 10,000번 직접 측정해 중첩과 확률의 원리가 실제 어떻게 나타나는지 확인해봅시다. 동전을 던지면 앞면과 뒷면이 각각 50% 확률로 나온다고 배웁니다. 하지만 실제로 동전을 100번 던져보면 정확히 50번씩 나오는 경우는 오히려 드뭅니다. 그렇다면 양자컴퓨터에서는 어떨까요? 이번에는 Qiskit을 이용해 0과 1이 … Read more