뉴욕증시 리게티 아이온큐 폭발… "MS 양자컴퓨팅 30년 단축"

미국 뉴욕증시에서 리게티 아이온큐 데웨이브 퀌컴컴퓨팅등이 또 폭발하고 잇다. MS-구글 이 양자컴퓨팅 기술을 30년 단축했다는 평가가 나오면서 엔비디아 젠슨황 발언의 무색해졌다.,

20일 뉴욕증시에 따르면 구글에 이어 마이크로소프트(MS)가 자체 개발한 양자 컴퓨팅 칩을 공개했다. 인류의 난제를 풀어줄 미래 기술로 평가받는 양자 컴퓨팅 시대를 크게 앞당길 것이라는 평가가 나오고 있다. 마이크로소프트는 '위상초전도체'를 사용한 양자 컴퓨팅 칩 '마요라나(Majorana) 1'을 개발했다고 밝혔다. 아서 구글은 지난해 자체 개발한 양자 칩 '윌로우'(Willow)를 공개했다. 당시 구글은 윌로우 칩을 장착한 양자컴퓨터가 성능 실험에서 현존하는 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 프론티어를 크게 능가했다고 설명했다.

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


양자 컴퓨터는 일반 컴퓨터로는 불가능한 막대한 양의 정보를 빠르게 처리할 수 있어 미래 혁신 기술 중 하나로 꼽힌다. 문제는 상용화 시점이다. 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. 구글, MS에 이어 IBM은 2029년까지 오류 수정이 가능한 양자컴퓨터 개발을 목표로 하고 있다
유엔이 지정한 ‘세계 양자과학 및 기술의 해’를 맞아 미국에 이어 중국도 ‘양자 굴기’에 속도가 붙고 있다. 인공지능(AI)에 이어 양자 분야에서도 기술력을 확보해 미국과의 패권 경쟁에서 우위를 점하겠다는 복안이다. . 중국은 이미 양자 분야에서 두각을 나타내고 있다. 최근에는 자체 개발 양자칩인 ‘주총즈 3.0’과 504큐비트 양자컴퓨터 ‘톈옌-504’를 선보였다. 또 올해에는 2016년 세계 최초로 쏘아올린 양자통신 위성인 ‘묵자호’의 뒤를 잇는 신형 위성을 발사할 계획이다. 시진핑 중국 국가주석도 올해 신년사에서 양자 기술에 대한 자신감을 드러냈다. 그는 “우리는 각 지역 사정에 맞게 신품질생산력을 육성했다”며 “AI·양자통신 등 영역에서 새로운 성과를 거뒀다”고 강조했다. 향후 양자 기술을 둘러싼 미·중 경쟁은 한층 거세질 전망이다.

중국과학원(CAS) 산하 중국과학기술대와 중국의 양자컴퓨터 업체 ‘퀀텀씨텍’ 등은새로운 양자칩 ‘주총즈 3.0’을 사전 논문 사이트 아카이브에 공개했다. 이들 연구진은 “주총즈 3.0이 105큐비트(양자정보 연산단위)를 가졌다”며 “현존 최강 슈퍼컴퓨터인 ‘프런티어’로는 거의 불가능한 연산을 빠르게 해낼 수 있다”고 강조했다. 그러면서 구글의 구형 양자칩 ‘시커모어’보다 성능이 뛰어나다고 설명했다. 구글이 신형 양자칩 ‘윌로’를 공개한 지 일주일 만에 나왔다. 구글이 윌로를 국제 학술지 ‘네이처’ 게재와 함께 공개한 것과 달리 중국은 피어리뷰(동료평가) 등 학계 정식 발표 전인 사전 논문 형태로 서둘러 홍보했다. 또 주총즈 3.0이 윌로와 성능이 비슷하다는 주장도 덧붙였다. 미·중 간 기술 경쟁이 양자 분야로 확장되면서 기술력 과시를 위한 신경전이 벌어진 것 아니냐는 해석이 나온다.

이보다 앞서 중국과학원은 중국텔레콤양자그룹(CTQG), 중국과학원양자정보·양자과학기술혁신연구원, 퀀텀씨텍이 공동 개발한 504큐비트 양자컴퓨터 ‘톈옌-504’를내놨다. 톈옌-504는 504개의 큐비트를 가진 ‘샤오훙’ 칩을 탑재한 초전도 양자컴퓨터다. 500큐비트의 벽을 넘어섰다는 점에서 의미가 크다는 평가다. 큐비트는 양자컴퓨터의 성능을 나타내는 기본 단위로 큐비트가 많을수록 더욱 복잡한 계산을 수행할 수 있다.

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.


김대호 글로벌이코노믹 연구소장 tiger8280@g-enews.com