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박사과정 서효주 학생과 석사과정 이석현 학생(지도교수 김용태)이 양자 컴퓨터 시뮬레이션 분야에 정수 양자화 (Integer Quantization) 기법을 적용한 연구로, 컴퓨터 이용 설계 분야에서 세계 최고 권위를 인정받는 International Conference on Computer-Aided Design (ICCAD, BK21+ CS우수학술대회 IF=3)에 "논문 발표 승인을 받아, 오는 10월 독일 뮌헨에서 열리는 학회에서 발표할 예정이다.

ICCAD는 Design Automation Conference (DAC)와 함께 설계 자동화 및 컴퓨터 이용 하드웨어 설계 분야에서 가장 영향력 있는 국제 학회로, 올해는 1,000편이 넘는 논문이 접수되었고, 이 중 24.7%만 발표 승인을 받았다.

이번 연구는 세계 최초로 양자 회로 시뮬레이션에서 복소수 기반 양자 상태를 정수로 양자화하는 기법을 제안했다. 기존 방식은 복소수(real + imaginary) 데이터를 32비트 또는 64비트 부동소수점으로 처리해야 했기 때문에 막대한 메모리와 연산량이 필요했다. 이에 비해 이번 연구는 정수 기반 양자화를 적용해 메모리 사용량을 최대 93.75% 줄였고, 양자 연산 에너지 효율은 최대 400,000배 이상 향상시켰으며, 행렬-벡터 곱셈 연산량도 최대 50% 줄이는 성과를 거뒀다. 특히, 2비트 정밀도에서도 99% 이상의 양자 상태 정확도를 유지해 양자 회로 시뮬레이션의 새로운 가능성을 입증했다.

지도교수인 김용태 교수는 “연구실 학생들이 기존의 복소수 기반 양자 컴퓨터 시뮬레이션에 정수 양자화를 적용해 의미 있는 성과를 거두고, 세계 최고 권위의 학회에서 이를 발표하게 된 점을 자랑스럽게 생각한다. 이번 연구는 향후 대규모 양자 시스템 설계와 시뮬레이션의 핵심 기반 기술로 발전할 가능성이 매우 크다”라고 전했다.

서효주 학생과 이석현 학생은 컴퓨터학부 4단계 BK 프로그램으로부터 학위 전 기간 장학금을 지원받아 연구를 수행하고 있으며, 본 학회 참석 경비 역시 BK프로그램에서 지원할 예정이다.