로이터=연합뉴스
손바닥 하나에 쏙 들어가는 칩이 인류의 미래를 바꿀 수 있을까. 마이크로소프트(MS)가 ‘꿈의 컴퓨터’로 불리는 양자 컴퓨터를 수년 내 상용화할 수 있는 기술을 공개했다. IBM, 구글 등 빅테크들이 인공지능(AI)에 이어 양자 컴퓨터 분야에서도 기술 개발 속도를 끌어 올리고 있다.
무슨일이야 MS는 19일(현지시간) 양자 컴퓨터 칩 ‘마요라나(Majorana)1’을 공개했다. 일반적인 초전도 큐비트(양자컴퓨터 기본 연산 단위)를 이용한 기존 양자 컴퓨터 칩과 달리 차세대 초전도 큐비트로 꼽히는 ‘위상적(topological·모양이 변해도 본질이 변하지 않는 특성) 큐비트’로 만든게 특징이다. 위상적 큐비트는 그간 이론적으로만 존재했는데 MS는 이를 실제 칩 형태로 제작하고 제어 가능한 수준으로 발전시켰다. 기존의 초전도 큐비트가 초가집이라면, 위상적 큐비트는 벽돌집처럼 훨씬 안정적이라는 장점이 있다.
MS는 위상전도체(Topoconductor)라는 신소재를 개발해 위상적 큐비트를 구현했다. 위상전도체는 위상적 큐비트라는 건물을 만들기 위한 벽돌과 같은 역할을 한다. 체탄 나약 MS 퀀텀 하드웨어 부문 부사장은 “우리는 거의 한 세기 동안 교과서 안에만 존재하던 물질인 위상전도체를 원하는대로 생성하고 제어할 수 있게 됐다”고 말했다.
마이크로소프트가 19일(현지시간) 공개한 토폴로지적 큐비트 기반 양자 프로세서(QPU). 위상전도체(Topoconductor)라는 새로운 물질을 이용한 게 특징이다. 사진 마이크로소프트
이게 왜 중요해 양자 컴퓨터는 양자 중첩·얽힘·간섭 등 양자물리학 현상을 활용해 기존 수퍼컴퓨터가 풀기 어려운 문제를 해결하는 컴퓨터다. 이론 적으로 기존 수퍼 컴퓨터의 30조 배, 일반 컴퓨터의 1경배 이상 빨리 연산한다. 하지만 지금까지 꿈의 기술로만 불렸다. 온도·전자기파 등 외부 환경 변화에 양자 상태가 깨져 쉽게 오류가 발생할 수 있어서다. 이 때문에 ‘꿈의 기술’로 불렸지만, 상용화까진 시간이 많이 걸릴 것이란 전망이 많았다. 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난 1월 “양자 컴퓨터가 상용화 되기까지 수십 년은 걸릴 것”이라고 말하기도 했다.
그러나 MS가 개발한 위상전도체 기술을 활용하면 전자 흐름이 깨지지 않아 안정적인 양자 컴퓨팅이 가능해진다. 마티아스 트로이어 MS 테크니컬 펠로우는 마요라나1에 대해 “단순한 연구가 아닌 실제 산업에 영향을 미칠 양자 컴퓨터를 만들기 위한 칩”이라고 설명했다. MS는 “오늘 발표한 내용은 양자 컴퓨터 상용화가 수십 년이 아니라 수년 내에 가능하다는 것을 의미한다”고 말했다. 앞선 젠슨 황 CEO의 부정적 전망에 대한 정면 반박으로 해석된다.
양자 정보는 위상적(topological) 상태에서 보호, 저장된다. 사진 마이크로소프트
미래에 어떤 영향? ①AI+양자 혁명 일어날까
MS는 AI와 양자 컴퓨터가 결합하면 완전히 새로운 방식의 문제 해결이 가능해진다고 강조했다. 양자 컴퓨터가 구현 된다면, 그래픽처리장치(GPU) 부족 등 현재 AI가 겪는 인프라의 한계가 사라질 수 있다. MS는 클라우드 기반 양자 컴퓨터 플랫폼인 애저 퀀텀을 통해 AI와 양자 컴퓨팅을 통합하는 하이브리드 시스템을 구축할 예정이다.
신소재, 신약, 환경 문제 등 현실의 난제도 해결 가능하다. 실제 세계에서 물질이 작동하는 방식을 직접 연산할 수 있기 때문에, 실험 없이 이론만으로도 원하는 물질을 만들 수 있어서다. MS는 “균열을 스스로 복구하는 건축 자재, 지속 가능한 농업, 더 안전한 화학 물질 발견과 같은 혁신을 가능하게 할 수 있다”며 “현재는 수십억 달러가 들어가는 실험·연구가 필요하지만, 양자 컴퓨터를 통해 계산만으로 해답을 찾을 수 있을 것”이라고 밝혔다.
②AI 다음 전장은 양자?
AWS(아마존웹서비스), IBM, 구글 등도 양자 기술 확보에 열을 올리고 있다. IBM은 1970년대부터 양자컴퓨터를 연구하기 시작해 지금까지 투자를 이어오고 있다. 구글은 지난해 12월 큐비트 수를 늘리면서도 오류율을 기하급수적으로 줄이는 기술을 구현한 양자 칩 ‘윌로우’를 발표했다. 이들은 모두 기존 초전도체 기반의 양자 컴퓨팅을 고도화하는 전략을 택했다.
MS가 새로운 방식으로 판을 흔들어놓은 가운데, 향후 위상적 큐비트가 업계 표준이 될지 관심이 모인다. MS는 “MS가 수년 전 위상적 큐비트 설계를 선택한 것이 옳았음을 증명했다”며 “이 기술이 확장 가능하다고 믿는다”고 말했다.
더중앙플러스: 팩플 더 자세한 내용이 궁금하시다면 기사 링크를 복사해 주소창에 붙여넣으세요.
엔비디아 잡을 '에지 반도체'…이 기업들, 개인AI 시대 연다
https://www.joongang.co.kr/article/25302724
딥시크 쇼크? 4대천왕 더 있다…中 10년간의 ‘치밀한 빌드업’ [딥시크 스톰①]
https://www.joongang.co.kr/article/25311292
AI 미래는 ‘추론 맛집’ 경쟁…‘전성비’ 칩 회사들 돈 번다 [딥시크 스톰②]
https://www.joongang.co.kr/article/25311842
Future of AI, 미래를 보다 2025
10년이면 강산이 변한다는데, 10일이면 AI가 변합니다. 쏟아지는 새 AI 트렌드 속에 길 잃고 헤매셨다면? AI 에이전트, AI 검색…, 올해 꼭 알아야 할 핵심 트렌드, PDF 북 한권에 정리해 드립니다. AI 용어 가이드북, AI 석학 앤드루 응 스탠퍼드대 교수 독점 인터뷰 전문도 함께 담았습니다.
https://www.joongang.co.kr/pdf/1011