Amazon Braket에서 동적 회로를 지원하는 IQM Garnet QPU 출시

양자 컴퓨팅 연구를 한 단계 끌어올릴 수 있는 아마존 브래킷(Amazon Braket)의 새로운 기능이 공개되었습니다. 바로 IQM의 Garnet 양자 처리 장치(QPU)에서 동적 회로(Dynamic Circuits)를 실험적으로 활용할 수 있게 된 것입니다. 본 포스팅에서는 동적 회로의 의미와 활용 방식, 이를 구현하는 방법, 활용 사례, 그리고 개발자가 알아야 할 배포 가이드를 중심으로 알아보겠습니다.

동적 회로란 무엇인가?

기존 양자 회로는 회로 실행이 완료된 후에야 측정값을 확인할 수 있었습니다. 그러나 동적 회로는 회로 실행 중간에 측정을 수행하고, 그 결과에 따라 조건부 로직이나 피드포워드(FEED-FORWARD) 연산을 적용할 수 있습니다.

특히 Amazon Braket에서의 동적 회로는 다음과 같은 기능을 제공합니다:

• 중간 회로 측정(MCM: Mid-Circuit Measurement)
• 피드포워드 조건부 연산 활용
• 큐비트 재사용을 통한 리소스 최적화
• 오류 완화 및 양자 오류 정정(QEC)을 위한 기반 제공

이는 전통적인 고정 회로보다 훨씬 복잡한 알고리즘 실험을 가능하게 하며, 양자 알고리즘의 새로운 가능성을 열어줍니다.

어떻게 활용되는가?

본 기능은 IQM Garnet QPU에서 활용할 수 있으며, 별도의 접근 권한 없이도 유럽(스톡홀름) 리전 사용자에게 제공됩니다. 고객은 Amazon Braket SDK, OpenQASM, 또는 Amazon Braket Qiskit Provider를 통해 직접 회로를 작성할 수 있습니다.

활용 절차는 다음과 같습니다:

1. OpenQASM 또는 SDK를 사용하여 중간 측정 및 회전 조건 명령을 포함하는 회로 작성
2. Verbatim 프로그램으로 제출하여 IQM 장치에서 실행
3. 동적 로직에 기반한 실시간 연산 처리를 통해 결과 확보

이러한 방식은 숨겨진 오류를 줄이고, 큐비트를 재활용해 회로 길이를 줄이는 등 양자 실행 효율성을 크게 향상시킵니다.

도입 및 배포 가이드

Amazon Braket의 동적 회로 기능을 이용하려면, 먼저 AWS 콘솔에서 Braket 서비스를 활성화하고, 실행 유형에서 IQM 장치를 선택해야 합니다. 해당 장치는 현재 유럽(스톡홀름) 리전에서만 제공되므로 리전 설정에도 주의가 필요합니다.

또한 동적 회로 사용 시 다음 조건을 만족해야 합니다:

• Braket SDK 또는 Qiskit Provider 설치
• Verbatim 형식으로 프로그램 코딩
• 중간 측정 명령어(mz)와 조건부 회전(crot 등) 사용

비교 및 자동화 적용 가능성

기존 정적 회로 대비 동적 회로는 회로 길이 관리, 오류 수정이 가능하다는 점에서 활용 가치가 높습니다. 특히 MLOps나 QOps 관점에서 자동화를 고려하는 기업 개발자라면 회로 로직 최적화 또는 상태 기반 조건 처리 단계에 자동화 기술을 적용해 효율적인 배포가 가능합니다.

아래는 전통적인 회로 구조와 동적 회로의 아키텍처 차이를 시각적으로 보여줍니다:

결론

Amazon Braket의 동적 회로 도입은 양자 컴퓨팅 기술 진보에 강력한 발판을 제공합니다. 복잡한 조건부 로직을 구현하거나, 실험실 외 실제 환경에서 동적 알고리즘을 테스트하고자 한다면 이를 적극적으로 활용해볼 것을 추천드립니다. 특히 배포 가이드와 자동화 접근 방식을 잘 구성한다면 기업용 양자 애플리케이션 확장도 한층 쉬워질 것입니다.

https://aws.amazon.com/blogs/quantum-computing/experiment-with-dynamic-circuits-on-iqm-garnet-with-amazon-braket/