2025년 11월 10일, Harvard 대학교 Mikhail Lukin 교수 연구팀은 Nature(제649권, 39–46쪽, 2026)에 확장 가능한 내결함성 양자 컴퓨팅(FTQC)의 세 가지 핵심 조건인 오류 정정·범용성·딥 서킷을 단일 플랫폼에서 최초로 통합 실증한 결과를 발표했다. 본 연구는 Harvard, MIT, Caltech, NIST/메릴랜드 대학교 연구자들이 공동 참여했으며, QuEra Computing이 이해관계를 보유하고 있다.

광학 집게(optical tweezers)에 포획된 최대 448개의 ⁸⁷Rb 원자로 구성된 재구성 가능한 중성 원자 논리 프로세서를 사용해, [[16,6,4]] 고효율 코드(16블록 × 블록당 논리 큐비트 6개, 물리 큐비트 256개 기준 약 2.7:1 오버헤드)로 96개의 논리 큐비트를 동시 활성화했다. 다음 세 가지 핵심 성과를 달성했다.

• 임계값 이하 오류 정정: d=5 표면 코드에 머신러닝 디코더와 원자 손실 감지를 결합해 라운드당 논리 오류율 0.62%를 달성했으며, 이는 d=3 대비 2.14배 낮은 수치다. 원자 손실 이벤트를 소거(erasure) 정보로 활용해 디코딩 성능을 향상시켰다.
• 범용 내결함성 게이트: 3D Reed-Muller [[15,1,3]] 코드와 횡단 텔레포테이션(transversal teleportation)을 통해 비클리퍼드 T 게이트를 구현하고 범용 게이트 집합 {H, T, CNOT}을 완성했다. T 게이트 횟수 증가에 따라 지수적으로 줄어드는 각도 간격으로 임의의 단일 큐비트 회전을 합성했으며, 이는 Solovay–Kitaev 정리와 일치한다.
• 일정 엔트로피 딥 서킷: 1D 광학 격자를 이용한 비파괴 스핀-위치 변환 읽기와 유한 자기장 환경에서의 1D 편광 구배 냉각(PGC)을 결합해 실험 사이클 속도를 약 100배 향상시켰다(4 ms 사이클). 중간 회로 큐비트 재사용으로 [[7,1,3]] Steane 코드와 [[16,6,4]] 테서랙트 코드를 활용한 27레이어 딥 서킷을 구동하면서 횡단 텔레포테이션을 통한 일정 내부 엔트로피를 유지했다.

96개의 활성 논리 큐비트에서의 물리:논리 큐비트 비율 약 2.7:1은 자원 효율적인 내결함성 양자 컴퓨팅을 향한 중요한 진전을 나타낸다. 이 결과는 다음 세대의 확장 가능한 범용 양자 프로세서 설계에 있어 핵심 아키텍처 원칙인 게이트와 동기화된 엔트로피 제거, 물리적 얽힘의 신중한 활용, 그리고 범용성 및 물리적 오류 제거를 위한 텔레포테이션의 기본 메커니즘 활용을 확립한 것으로 평가된다.