대규모 양자컴퓨팅 회로 3차원 시각화 기법

Abstract

최근, 양자컴퓨터를 활용하기 위한 연구개발이 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 양자컴퓨터는 양자얽힘, 양자중첩과 같은 다양한 양자역학의 현상과 특성을 활용하여 연산을 수행하기 때문에 기존 컴퓨팅 환경에 비해 아주 복잡한 연산과정을 거치게 된다. 이러한 양자컴퓨터를 구동하기 위해서는 연산에 활용되는 양자게이트의 구성뿐만 아니라 큐비트의 종류, 배치, 연결성 등 물리적인 양자컴퓨터의 요소를 반영한 알고리즘이 구성되어야 한다. 따라서 양자컴퓨터 구성요소들의 상호간 영향을 포함한 구성 정보를 직관적으로 파악할 수 있는 회로 시각화가 필요하다. 본 논문에서는 양자컴퓨터를 구성하는 양자칩 정보와 양자컴퓨팅 회로 데이터를 3D로 시각화하여 직관적으로 데이터를 관측하고 활용할 수 있도록 시각화 하여 직관적인 정보를 분석할 수 있는 방법을 제안한다.

Recently, researches for quantum computers have been carried out in various fields. Quantum computers performs calculations by utilizing various phenomena and characteristics of quantum mechanics such as quantum entanglement and quantum superposition, thus it is a very complex calculation process compared to classical computers used in the past. In order to simulate a quantum computer, many factors and parameters of a quantum computer need to be analyzed, for example, error verification, optimization, and reliability verification. Therefore, it is necessary to visualize circuits that can intuitively simulate the configuration of the quantum computer components. In this paper, we present a novel visualization method for designing complex quantum computer system, and attempt to create a 3D visualization toolkit to deploy large circuits, provide help a new way to design large-scale quantum computing systems that can be built into future computing systems.