양자컴퓨팅 챌린지: IBM Qiskit 개발자 스터디 (PDF 및 코드 다운로드)

2025.07.04 / 넥스트플랫폼 동준상 프로

지난 6월말, 부산정보산업진흥원의 사업공고를 둘러보다가 우연히 IBM Qiskit 서머 스쿨 (개발자 프로그램) 모집 소식을 보고 참가신청을 했습니다. 공식 참가 접수는 이미 마감된 상태였지만 부산진흥원이 마련한 추가 시드 덕분에 다행히도 서머 스쿨 등록에 성공했습니다. 3년만에 재도전한 양자컴퓨팅 스터디, 이번엔 작은 성과라도 얻을 수 있을까요?

목차

  • 4부. IBM 퀀텀 클라우드 계정 생성, 튜토리얼 리뷰
  • 3부. QGSS25 수강생 안내서 확인 및 예습
  • 2부. IBMId 회원 가입 및 Qiskit 예습
  • 1부. IBM 퀀텀 개발자 프로그램 참가 신청

4부. IBM 퀀텀 클라우드 계정 생성, 튜토리얼 리뷰

서머스쿨 시작 3일전, 몇 가지 추가 사항에 대한 준비 메일을 받았고요

Welcome to the 2025 Qiskit Global Summer School! (세 번째 웰컴 메일)

요약하면,

“랩을 시작하기 전 IBM Cloud, qBraid 환경 설정, Lab 0 실행을 완료해 주세요!”

퀀텀 실행 환경을 이용하기 위해 아래와 같은 준비가 필요해요.

QGSS25 시작 전 필수 준비 요약

  • IBM Cloud 체험판 등록
    • 신용카드 없이 30일 무료 체험 시작 가능
    • 기간 종료 전 카드 미등록 시 계정 비활성화
  • qBraid 환경 사용
    • 윈도우 사용자 등에게 권장
    • 사전 구성된 클라우드 Jupyter 환경 제공
    • 설정 가이드는 별도 링크 참조
  • 랩 0 (Lab 0)
    • 환경 세팅 및 코드 실행 테스트
    • IBM Cloud 계정 설정, Python 패키지 설치 포함
    • GitHub 저장소에서 제공
  • Qiskit Functions 체험판
    • 프리미엄 사용자 대상, 별도 신청 필요
    • 관리자 승인 필수, 사용 안내는 추후 제공

하라는 대로 (30일) 무료 계정도 만들어서 접속도 하고

IBM Quantum Platform
https://quantum.cloud.ibm.com/

IBM Quantum Platform: 클라우드 계정 생성 및 로그인 화면

Qiskit 다큐먼트도 보고

입문자를 위한 Qiskit 소개 / Intro to Qiskit
https://quantum.cloud.ibm.com/docs/en/guides

Intro to Qiskit

Qiskit에서 말하는 ‘헬로 월드’가 뭔지도 알게 됐습니다.

Qiskit으로 만드는 첫 번째 퀀텀 프로그램 / Hello world of Qiskit
https://quantum.cloud.ibm.com/docs/en/tutorials/hello-world

Hello world of Qiskit

Colab에서 보는 게 편하실지도 모를 분들을 위해

코드 다운로드 | hello-qiskit (250704 / jay.nextplatform).ipynb
https://colab.research.google.com/drive/1lpFT0JK9CBZE-nt8P9wHEgHRI4EUoSaE?usp=sharing

hello-qiskit (250704 / jay.nextplatform).ipynb

오늘은 영상이 길어서 미뤄뒀던 헬로 월드, 프리머티브 정리해야겠네요.

EP3. Qiskit으로 ‘Hello World’ 출력 연습


EP4. Qiskit의 프리머티브 (Primitive) 활용


3부. QGSS25 수강생 안내서 확인 및 예습

IBM QGSS25 뱃지

다음주 월요일 QGSS25 (2025년 하계 IBM 양자컴퓨팅 오픈스쿨) 강의 시작을 앞두고 수강생 안내서를 받았어요.

QGSS25 수강생 안내서 표지 및 목차

QGSS25 소개

Qiskit Global Summer School 2025
양자 컴퓨팅의 과거, 현재, 그리고 미래 (The Past, Present, and Future of Quantum)

  • 전 세계 참가자를 위한 2주간의 양자컴퓨팅 집중 프로그램
  • 2025년 ‘국제 양자의 해(International Year of Quantum)’ 기념
  • 기초 이론부터 최신 기술, 미래 전망까지 아우르는 커리큘럼
  • 수강생 전원: 구글 크롬 사용 필수
QGSS25 개요 및 수강전 참고자료

프로그램 개요

QGSS25 주요 구성

  • 18회 강의 + 2회 패널토론
  • 필수 실습 4개 + 커뮤니티 랩 4개
  • Premium 전용 랩 8개 (IBM Quantum Network 대상)
  • 실시간/사후 시청 가능, 자유로운 진도 운영
  • 최소 35시간 권장, 협업 포함 시 약 45시간 예상

수강 준비 & 자료

수강 전 준비사항

  • 양자컴퓨팅 기본 이해
  • Qiskit 활용 경험 필요

추천 학습자료

  • Qiskit 유튜브 채널
  • Qiskit 설치 가이드, Hello World, Primitives 소개
  • Discord 내 추천 자료 & learning.quantum.ibm.com
2주간의 QGSS25 커리큘럼

강사진 소개

세계 각국 IBM Quantum 소속 연구진 강의

  • Holger Haas, Olivia Lanes, John Watrous
  • Kaelyn Ferris, Majo Lozano, Patrick Rall 외
  • 양자 알고리즘, 하드웨어, 교육 분야의 전문가 구성
QGSS25 강사 및 양자연산 실습 지원 연구자

랩 개발진

실습 과제를 설계한 랩 전문가들

  • Tomas Jochym-O’Connor, Sophy Shin
  • Yuri Kobayashi, Kifumi Numata (APAC 리드)
  • James Weaver, Alberto Romo 외
  • IBM Quantum Workforce & Education 중심

특별 초청 연사

세계적인 석학들의 강연

  • John Preskill (Caltech)
  • David DiVincenzo (Forschungszentrum Jülich)
  • Barbara Terhal (TU Delft, QuTech)
  • Jerry Chow (IBM Fellow, Quantum Systems)
QGSS25 프로그램 구성 및 실습 플랫폼 접근 절차

실습 및 수강 방법

실습 가이드

  • Lab 0은 Discord에서 사전 제공 (사전 준비용)
  • Lab 1~4는 7월 7일부터 열림
  • Qiskit 기반 실습 포함, 성적 반영

강의 참여

  • 각 세션 후 라이브 Q&A
  • 적극적인 메모 & 질문 권장
  • Discord 통해 피드백 및 토론 가능

커뮤니티 & 수료

Discord 커뮤니티

  • 7월 1일부터 오픈
  • 실시간 토론, 도움 요청, 네트워킹

수료증 발급 조건

  • 필수 과제 제출 및 평가 기준 충족
  • 행동강령(Code of Conduct) 준수 필수
QGSS25 디스코드 채널 및 인증자격과 뱃지

PDF 다운로드 | IBM QGSS 2025 Attendee Guide (19p / 1.2MB)
https://drive.google.com/file/d/1WzWd2JCtbQfRquebtOwTAf8f2EAvDB2o/view?usp=sharing


Qiskit 예습

주말엔 IBM이 추천하는 Qiskit 학습자료로 예습 좀 해야겠네요.

Discord Invite: QGSS25
QGSS25 Discord
QGSS25 Github: https://github.com/qiskit-community/qgss-2025

Qiskit 유튜브 채널
https://www.youtube.com/@qiskit

EP1. Qiskit 시작하기

1. 시리즈 소개 및 목표

  • 목표: 최신 양자컴퓨팅 기술을 실무에 활용할 수 있도록 학습
  • 중심 도구: Qiskit 1.0
    • 오픈소스, 무료 양자컴퓨팅 개발 키트
    • 양자 회로 설계 → 알고리즘 구성 → 실제 양자 컴퓨터 실행 → 대규모 워크플로우 관리
  • 배경: Qiskit은 6년 전부터 개발되어왔고, 이번에 1.0 정식 버전으로 전환

2. 양자컴퓨팅에서 Qiskit을 사용하는 이유

  • 양자컴퓨팅의 진화:
    • Utility Era 진입 → 신뢰도와 규모가 향상
    • 과학적 탐구에 양자컴퓨터가 실질적으로 활용되기 시작
  • 활용 사례:
    • IBM 127 큐비트 칩 전체 사용
    • 수천 개 게이트, 수만~수십만 회 회로 실행
  • 기술 트렌드:
    • Circuit Cutting, Error Mitigation 등 양자-고전 연산 협업 증가

3. Qiskit 1.0의 3가지 핵심 가치

  1. 고성능
    • 속도 개선, 메모리 최적화
    • 100+ 큐비트, 수천 게이트 회로도 빠르게 처리 가능
  2. 간결성
    • 불필요한 패키지 제거, 구조 단순화
    • qiskit.algorithms 분리, opflow 모듈 제거 등
  3. 안정성
    • 버그 수정 지원 기간: 6개월 → 18개월로 연장
    • 호환성 유지 보장

4. 새로운 기능 ① – 프리미티브(Primitives)

  • Sampler / Estimator 모델 도입
    • 기존 backend.run() 방식 대체
    • 더 일관적이고 안정적인 하드웨어 접근 제공
  • 실제 양자 하드웨어 실행의 기본 인터페이스로 자리잡음
  • 프로그래밍과 실험 설계의 효율성 향상

5. 새로운 기능 ② – 동적 회로 & 확장성

  • 동적 회로 지원
    • 복잡한 논리 연산 구현
    • 얽힘 상태 생성, 장거리 게이트 구현, 오류 정정 기반 마련
  • 생태계 확장성 강화
    • 사용자 정의 트랜스파일러 플러그인 개발
    • 커뮤니티와 코드 공유 용이
    • 연구자/개발자의 커스터마이징 자유도 ↑

EP2. Qiskit 설치하기

1. Miniconda 설치

  • 간편한 Python 실행환경 구성 및 패키지관리

2. 개발환경: VSCode

3. VSCode:

  • 터미널 열고 새 미니콘다 환경 생성
  • 실습폴더 cwq (coding with qiskit) 생성

conda create – name cwq
conda activate cwq
conda install pip
pip install qiskit
pip install matplotlib
pip install qiskit_ibm_runtime
pip install pylatexenc

4. VSCode: 새 파이썬 노트북 파일 생성

  • 파일 이름: qiskit-ep-2-installation.ipynb
  • 커널 변경: cwq (Python 3.~)

import qiskit
qiskit.version

5. Qiskit in Github 둘러보기

6. quantum.ibm.com 접속

  • API Token 복사

7. VSCode

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService
service = QiskitRuntimeService(channel = “ibm_quantum”, token = “YOUR API Token”)
QiskitRuntimeService.save_account(channel = “ibm_quantum”, token = “YOUR API Token”)
backend = service.backend(name = “ibm_brisbane”)
backend.num_qubits


2부. IBMId 회원 가입 및 Qiskit 예습

IBM Qiskit 서머 스쿨 개강 안내

안녕하세요, Qiskit 학생 여러분
2025년 Qiskit 글로벌 서머 스쿨: 양자 컴퓨팅의 과거, 현재, 미래에 등록해 주셔서 감사합니다!
올해 프로그램은 2025년 7월 7일부터 22일까지 진행되며, 시작하기 전에 등록된  IBM ID 가 있어야 여름 학교 실습실에 접속할 수 있습니다. Qiskit 글로벌 여름 학교 등록 시 사용하신 이메일 주소가 IBM ID에 사용한 이메일 주소와 동일한지 확인해 주세요.

IBM ID 등록하기

Qiskit 글로벌 서머 스쿨 1주일 전에 최종 과정 일정과 추가 행사 정보가 담긴 공식 참석자 가이드를 보내드립니다. 또한, 올해 서머 스쿨 전용 디스코드도 개설됩니다. 그때까지 아래 자료를 확인하여 과정 준비를 도와주세요.
Qiskit 유튜브 채널을 방문하세요  
a) Qiskit 소개  b) Qiskit 설치 방법  c) 안녕하세요 월드  d) 원시형
곧 Discord에서 여러분을 뵙기를 기대합니다!

IBM 양자컴퓨팅 플랫폼 대시보드
https://quantum.ibm.com

IBM 양자컴퓨팅 플랫폼 대시보드

IBM 양자컴퓨팅 플랫폼 실무문서https://quantum.cloud.ibm.com/docs/en/guides

IBM 양자컴퓨팅 플랫폼 실무문서

1부. IBM 퀀텀 개발자 프로그램 참가 신청

2022년 양자컴퓨팅 실무 입문서 ‘Learn Quantum Computing with Python and Q#‘ (사라 카이저 등 공저 / 에이콘출판 / 미출간) 번역 이후 양자컴퓨팅에 대한 약간의 실무적 이해는 확보했지만, 해당 기술에 대해 좀 더 깊은 인연이 없는 상황이 아쉬웠는데 우연히 정보진흥기관의 IBM Qiskit 서머 스쿨 모집 공고를 보게됐어요.

IBM 퀀텀 개발자 자격증 취득 프로그램 참가자 모집 공고
http://busanit.or.kr/board/view.asp?bidx=17617&bcode=notice&ipage=2&sword=&search_txt=

부산정보산업진흥원 사업지원 공고: 2025 IBM 퀀텀 개발자 자격증 취득 프로그램

Qiskit Global Summer School은 무엇?

  • Qiskit Global Summer School은 IBM이 매년 전 세계 학생과 연구자를 대상으로 개최하는 양자 컴퓨팅 교육 프로그램
  • Qiskit 오픈소스 프레임워크를 활용해 양자 알고리즘, 양자 하드웨어, 양자 머신러닝 등을 실습 중심으로 학습
  • 강의는 온라인으로 제공되고 IBM 양자 시스템 기반 실험 기회 제공
Qiskit Global Summer School 2025 강의시간표

열흘동안 네 시간의 온라인 강의와 삼일간의 오프라인 강의가 혼합된 강의였는데, 저는 열흘의 일정 가운데 이틀정도 외부 일정이 있고 미룰 수도 없어서 참여를 망설였지만 한국 시간으론 21시~01시까지 진행되는 과정이어서 (오히려) 저는 좋았어요.

Qiskit Global Summer School 2025 강의시간표 (한국은 21시~01시에 진행)

공고 확인 당시 글로벌 공식 참가신청은 마감된 상태 (Registrations closed)였지만

Qiskit Global Summer School 2025 신청마감

해당 기관에서 추가 시드를 확보한 상태여서 신청을 할 수 있었어요. (부산정보산업진흥원 담당자께 감사 감사드려요)

추가 시드로 접수하기 위해 부산정보산업진흥원 신청 후 IBM에도 신청

IBM | Qiskit Global Summer School 2025: The Past, Present, and Future of Quantum Computing
https://www.ibm.com/quantum/blog/qiskit-summer-school-2025

Qiskit Global Summer School 2025 신청양식: 이름 등
Qiskit Global Summer School 2025 신청양식: 스스로의 준비상태 등 입력

양자컴퓨팅에 대한 시험을 치면 100점 만점에 30점은 받지 않을까하는 생각으로 스스로의 능력치를 별 세 개 정도로 표시했어요. 3년전쯤 양자컴퓨팅 파이썬 입문서를 4~5개월 번역하면서 목차에 있는 내용을 본 적은 있는거 같다는 느낌이 들어요.

Qiskit Global Summer School 2025 신청 성공

어쨌든 일단 접수는 성공했네요^^

양자컴퓨팅 개발자 인증자격 중에는 ‘IBM Qiskit 양자컴퓨팅 인증 개발자 (IBM Certified Associate Developer)‘ 자격증이 글로벌 IT 엔지니어들에게 많은 관심을 받고 있다는 얘기를 들었고요, 이번 글로벌 서머 스쿨도 금새 신청이 마감됐다고도 하더라구요.

물론, 프로그램 참여신청은 했지만 누구나 그렇듯 저도 이번 IBM 공식 온오프라인 강의를 수강하지 못할 수 있으니까 또 다른 대비책도 찾아봤고요, 다른 인증자격 시험이 그렇듯 IBM Qiskit 개발자 시험도 다양한 시험대비 콘텐츠를 활용할 수 있네요.

IBM | Preparing for the Qiskit developer certification exam
https://slides.com/javafxpert/prep-qiskit-dev-cert-exam

Qiskit 개발자 인증자격 시험 가이드

해당 모듈에 대응되는 덤프를 세일즈하는 사이트도 있네요.

KoreaDumps | C1000-112 무료샘플문제 (IBM Fundamentals of Quantum Computation Using Qiskit v0.2X Developer)
https://www.koreadumps.com/C1000-112-practice-test.html


2부. IBM Qiskit 양자컴퓨팅 개발자 시험 및 출제영역

Qiskit 개발자는 어떤 사람? 양자 컴퓨팅 개념에 대한 기본 지식을 갖추고 Qiskit 오픈 소스 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 사용하여 양자 연산식을 표현할 수 있는 전문가로서 Python 기반 Qiskit SDK를 사용하여 IBM Quantum 컴퓨터 및 시뮬레이터에서 양자 컴퓨팅 프로그램을 개발하고 실행 역량을 지녀야 한다고 하네요. (부담 크네요^^;)

IBM Certified Associate Developer – Quantum Computation using Qiskit v0.2X
https://www.ibm.com/training/certification/ibm-certified-associate-developer-quantum-computation-using-qiskit-v02x-C0010300

Qiskit 개발자에게 요구되는 세부적인 핵심 역량

  • Qiskit SDK를 사용하여 양자 회로의 결과 정의, 실행 및 시각화
  • 단일 큐비트 게이트와 블로흐 구에서의 회전을 이해
  • 다양한 다중 큐비트 게이트와 양자 회로에서의 효과를 이해
  • qiskit.circuit, qiskit.execute, qiskit.providers, qiskit.qasm, qiskit.quantum_info, qiskit.tools, qiskit.visualization 패키지에 있는 범용 클래스, 함수 등 기본적인 Qiskit SDK 기능 활용 가능

출제 영역 분석

섹션 1: 양자 회로에서 작업 수행 (47%)

  • 다중 큐비트 양자 레지스터 구축
  • 고전 레지스터에서 양자 회로 측정
  • 단일 큐비트 게이트 사용
  • 다중 큐비트 게이트 사용
  • 장벽 작업 사용
  • 회로 깊이 반환
  • 양자 회로 확장
  • 회로에 대한 OpenQASM 문자열 반환

섹션 2: 실험 실행 (3%)

  • 양자 회로 실험 실행

섹션 3: BasicAer 구현: Python 시뮬레이터 (3%)

  • 사용 가능한 시뮬레이터 활용

섹션 4: Qasm 구현 (1%)

  • QASM 파일과 문자열 읽기

섹션 5: 양자 정보 비교 및 대조 (10%)

  • 고전적 레지스터와 양자 레지스터 활용
  • 연산자 활용
  • 충실도 측정

섹션 6: 실험 결과 반환 (7%)

  • 실험 히스토그램 데이터 반환 및 이해
  • 실험 상태 벡터 반환 및 이해
  • 실험 유니터리 반환 및 이해

섹션 7: Qiskit 도구 사용 (1%)

  • 작업 인스턴스의 상태 모니터링

섹션 8: 시스템 정보 표시 및 사용 (3%)

  • Qiskit 버전을 중심으로 작업 수행
  • quiskit_backend_overview 획득 정보 활용

섹션 9: 시각화 구성 (19%)

  • 회로 그리기
  • 데이터 히스토그램 출력
  • Bloch 다중 벡터 출력
  • 블로흐 벡터 출력
  • QSphere 출력
  • 밀도 행렬 출력
  • 오류율 포함 게이트 맵 출력

섹션 10: Aer Provider에 액세스 (6%)

  • statevector_simulator 백엔드 접근
  • qasm_simulator 백엔드 액세스
  • unitary_simulator 백엔드 접근

지속적으로 업데이트되는 포스트입니다. / 첫 포스팅: 250628 / 이 포스트에 대한 문의 및 요청: naebon@naver.com

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