MS, 조·경·해 넘어 10자년 걸릴 문제 5분만에 푸는 양자컴퓨팅 칩 공개

인류의 난제를 풀어줄 미래 기술로 평가받는 양자 컴퓨팅을 둘러싼 경쟁이 가속하는 가운데 구글에 이어 마이크로소프트(MS)가 자체 개발한 양자 컴퓨팅 칩을 공개했다.

MS는 19일 처음으로 자체 개발한 ‘위상초전도체’를 사용한 양자 컴퓨팅 칩 ‘마요라나(Majorana) 1’을 개발했다고 밝혔다.

이에 앞서 구글은 지난해 자체 개발한 양자 칩 ‘윌로우'(Willow)를 공개했다.

당시 구글은 윌로우 칩을 장착한 양자컴퓨터가 성능 실험에서 현존하는 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 프론티어를 능가했다고 설명했다.

프런티어가 10 셉틸리언년, 즉 1조와 1경, 1해보다 큰 10자년 걸려야 풀 수 있는 문제를 ‘윌로우’ 칩을 장착한 양자컴퓨터는 단 5분 안에 풀었다는 것이다.

마이크로소프트가 2025년2월19일 공개한 양자 컴퓨팅 칩 마요라나1. 로이터

MS가 이번에 개발한 ‘마요라나 1’은 손바닥만 한 크기로 초전도 큐비트(양자컴퓨터 기본 연산 단위)를 이용하는 일반적인 양자 컴퓨팅 칩과 달리 ‘위상적(topological) 큐비트’로 개발됐다.

이 큐비트는 모양이 변해도 본질이 변하지 않는 특성을 갖추고 있어 차세대 초전도 큐비트로 꼽혀 왔다.

0 또는 1의 ‘비트’로 정보를 처리하는 일반 컴퓨터와 달리 양자컴퓨터는 0과 1이 동시에 존재하는 중첩, 얽힘 상태인 큐비트를 활용한다.

이에 양자 컴퓨터는 일반 컴퓨터로는 불가능한 막대한 양의 정보를 빠르게 처리할 수 있어 미래 혁신 기술 중 하나로 꼽힌다.

그러나 온도 등 외부 환경 변화에 양자 상태가 깨져 쉽게 오류가 발생할 수 있다는 단점으로 상용화까지는 수십 년이 걸릴 것으로 전망됐다.

MS의 위상 초전도체는 인듐 비소와 알루미늄 등으로 구현됐으며, 이를 통해 양자 정보의 손상을 막고 오류 파악과 수정도 자동 제어할 수 있게 됐다고 MS는 덧붙였다.

양자 칩은 큐비트의 수가 많을수록 더 강력한 연산 능력을 발휘한다.

‘마요라나 1’에는 큐비트 8개가 탑재됐으며, 100만개 이상 탑재될 수 있도록 설계됐다.

MS는 “큐비트 100만개 이상 탑재는 ‘양자컴 상용화’ 시작 시기로 본다”며 “이번 칩 개발로 양자컴 시대가 몇 년 안에 실현될 수 있을 것”이라고 전망했으나 아직 해결해야 할 과제가 적지 않다는 지적이 나온다.

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난 1월 “양자 컴퓨터가 상용화되기까지 20년은 걸릴 것”이라고 말한 바 있다.

양자 컴퓨터는 의약과 에너지 등 기존 슈퍼컴퓨터로도 풀지 못했던 인류의 난제를 해결해 줄 것으로 기대되면서 글로벌 기업들이 기술 개발에 나서고 있다.

구글, MS에 이어 IBM은 2029년까지 오류 수정이 가능한 양자컴퓨터 개발을 목표로 하고 있다. 연합뉴스