eBPF/XDP 기반 250ns 지연 시간의 Quantum Error Correction 전처리 구현

Context

Fault-Tolerant Quantum Computing(FTQC) 구현 과정에서 발생하는 Classical Bottleneck 문제 분석. 기존 OS 커널 스택을 통한 데이터 처리 방식은 양자 상태 유지 시간 내에 Error Correction을 수행하기에 지연 시간이 과다한 구조.

Technical Solution

• Linux eBPF/XDP 도입을 통한 OS 커널 바이패스 아키텍처 설계
• NIC 레벨에서 Quantum Syndrome을 즉각 분류하는 Triage 로직 구현
• Software-defined 아키텍처 적용으로 하드웨어 제약 최소화 및 유연한 전처리 경로 확보
• 데이터 패킷 처리 경로의 최단 거리 설계를 통한 인터럽트 오버헤드 제거
• 실시간성 확보를 위한 커널 공간 내 직접 실행 가능한 고성능 필터링 엔진 구축

Impact

• HIL 벤치마크 기준 약 250ns의 실행 지연 시간(Execution Latency) 달성

Key Takeaway

초저지연 처리가 필수적인 시스템에서 커널 네트워크 스택의 오버헤드를 제거하기 위해 eBPF/XDP를 활용한 데이터 평면(Data Plane) 최적화 전략의 유효성 입증.