1. Lab Overview

양자 정보 과학 연구실은 양자역학의 정보처리 원리를 이용하여 자연의 법칙을 이해하고, 기존 컴퓨팅의 한계를 뛰어넘는 차세대 계산 및 측정 기술을 연구한다. 양자중첩(superposition), 양자얽힘(entanglement), 양자간섭(interference)과 같은 양자역학적 현상은 기존의 고전적 정보처리 방식으로는 접근하기 어려운 문제들을 해결할 수 있는 새로운 가능성을 제시하고 있으며, 최근 양자컴퓨팅, 양자인공지능, 양자센싱 기술의 발전은 과학과 공학 전반에 새로운 패러다임을 만들어가고 있다.

본 연구실은 양자 정보 과학의 기초 원리를 바탕으로 양자정보이론, 양자컴퓨팅, 양자인공지능(Quantum AI), 양자센싱(Quantum Sensing), 양자시뮬레이션(Quantum Simulation) 분야의 연구를 수행한다. 특히 양자 알고리즘을 이용한 복잡한 물리계의 계산, 양자센서를 이용한 초고감도 측정 기술, 그리고 인공지능과 양자기술의 융합을 통한 새로운 과학적 발견 방법론 개발에 중점을 두고 있다.

연구실의 주요 목표는 양자기술을 활용하여 기초과학의 근본적인 문제를 해결하는 것이다. 양자컴퓨터를 이용한 양자장론(Quantum Field Theory) 계산, 복잡한 다체계(Many-Body System)의 시뮬레이션, 양자기계학습을 활용한 과학 데이터 분석, 그리고 양자센서를 이용한 희귀 신호 탐색 연구를 수행하고 있다.

본 연구실은 CERN Quantum Technology Initiative, IonQ, KIST 양자정보연구단을 비롯한 다양한 국내외 연구기관 및 산업체와 공동연구를 수행하고 있다. 또한 IBM Quantum, IonQ, Quantinuum, KISTI 등 세계적인 양자컴퓨팅 클라우드 플랫폼을 활용하여 실제 양자 하드웨어 상에서 새로운 양자 알고리즘을 구현하고 검증한다. 이를 통해 이론적 연구를 넘어 실제 양자 프로세서에서 동작 가능한 실용적 양자기술을 개발하고 있으며, 차세대 과학 연구의 새로운 패러다임 구축에 기여하고 있다.

연구실 학생들은 양자정보이론, 양자알고리즘, 양자회로 설계, 양자시뮬레이션, 양자센싱, 인공지능 및 머신러닝 등 현대 양자과학의 핵심 도구들을 폭넓게 학습한다. 이를 통해 양자기술 산업체, 국내외 대학원, 정부출연연구기관, 국제 공동연구 프로젝트 등에서 활동할 수 있는 차세대 양자과학 연구자로 성장하게 된다.

2. Principal Investigator

박명훈 교수, 김철 교수, 강신규 교수

3. Research Areas

• 양자정보이론 및 양자네트워크 연구

• 양자컴퓨팅 및 양자알고리즘 개발

• 양자인공지능 및 양자기계학습

• 양자회로 최적화 및 양자오류보정 알고리즘

• 양자 현상에 대한 양자시뮬레이션

• 희귀 신호 탐색을 위한 Quantum-Enhanced Sensing

• 양자컴퓨팅과 인공지능을 결합한 차세대 과학 계산 플랫폼 개발

4. More

link: