자체개발 ‘윌로우칩’ 장착
실시간 오류 수정도 가능

양자역학의 원리로 정보를 처리하는 양자컴퓨터 개발 경쟁이 세계적으로 불붙는 가운데 구글이 기존 슈퍼컴퓨터를 상상 이상으로 초월하는 양자컴퓨터를 개발했다.

구글은 슈퍼컴퓨터가 10셉틸리언(10의 24제곱)년, 즉 10자 년 걸리는 문제를 단 몇 분 만에 푸는 양자컴퓨터를 개발했다고 9일(현지시간) 밝혔다. 셉틸리언은 우주의 나이보다 훨씬 더 오래 걸리는 시간이다. 이번 양자컴퓨터의 속도는 5년 전 구글이 1만 년 걸리는 문제를 몇 분 안에 풀 수 있다고 발표했던 성능보다 크게 빠른 수준이다.

구글은 자체 개발한 양자 칩 ‘윌로우’를 장착한 양자컴퓨터가 성능 실험에서 현존하는 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 ‘프런티어’를 압도했다고 설명했다. 프런티어가 10자 년 걸려야 풀 수 있는 문제를 이번에 개발한 양자컴퓨터는 단 5분 안에 풀었다고 강조했다. 다만, 해당 성능 실험은 테스트를 위해 만들어진 알고리즘이 이용됐다. 하트무트 네벤 구글 양자 인공지능(AI) 설립자는 “구글은 기존 컴퓨터가 풀지 못하는 실제 문제 해결 사례를 내년에 발표할 것”이라며 “고전 컴퓨터의 범위를 벗어나고, 실제 상업적인 문제에 유용한 알고리즘의 영역으로 들어가려 한다”고 덧붙였다.

이날 과학전문지 네이처지에 게재된 연구 결과에 따르면 새 양자컴퓨터에 장착된 칩 ‘윌로우’는 105개의 큐비트를 가졌다. 큐비트는 양자컴퓨팅에서 정보를 사용하는 기본 단위다. 기존 컴퓨터가 0과 1을 순차적으로 계산하는 것과 달리, 양자컴퓨터는 0과 1을 동시에 처리해 기존 컴퓨터보다 문제를 빠르고 정확하게 해결할 수 있는 것으로 평가된다. 구글은 윌로우 칩의 큐비트를 서로 연결해 큐비트 수가 늘수록 오류가 줄어드는 방법을 찾았다고 밝혔다. 이에 큐비트 수를 늘리면서 오류를 줄일 수 있는 임계값 이하를 달성한 첫 양자 시스템이라고 설명했다.

구글은 또 실시간으로 오류를 수정할 수 있는 기술도 개발했다고 설명했다. 양자컴퓨터는 대개 전기 저항이 없는 초전도 큐비트를 사용해 정보를 처리하는데, 외부의 저항에 쉽게 오류가 발생하는 단점이 있었다. 과학자들은 1990년대부터 양자 오류 수정에 주력해 왔다. 로이터통신은 “양자컴퓨터를 실용적으로 만드는 데 중요한 단계”라고 전했다. 뉴욕타임스는 “과학자들이 관련 방법들을 꾸준히 발전시키고 있음을 보여준다”고 평가했다.

이예린 기자 yrl@munhwa.com