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손바닥 크기 ‘마요라나1’
정보처리량 등 혁신 기대

마이크로소프트(MS)가 자체 개발한 양자컴퓨팅 칩을 최초로 공개했다. 양자 잡음 탓에 연산과 출력에 혼선이 발생하는 ‘양자 오류’가 개선돼 ‘양자컴퓨팅 시대’에 한 발짝 더 다가갔다는 기대감이 무르익고 있다.

MS는 19일(현지시간) ‘위상초전도체’를 사용한 양자컴퓨팅 칩 ‘마요라나(Majorana)1’을 개발했다고 밝혔다. 마요라나1은 손바닥만 한 크기로, 초전도 ‘큐비트’(양자컴퓨터 기본 연산 단위)를 이용하는 일반적인 양자컴퓨팅 칩과 달리 ‘위상적 큐비트’로 개발됐다. 위상적 큐비트는 모양이 변해도 본질이 유지되는 특성이 있어 큐비트보다 안정성이 뛰어나 그동안 차세대 양자 연산 기술이라는 평가를 받아왔다.

일반컴퓨터는 데이터를 0과 1로 구성된 숫자의 조합인 ‘비트’를 차례로 계산한다. 반면 양자컴퓨터는 0과 1의 상태를 동시에 갖는 큐비트를 활용해 일반컴퓨터로는 불가능한 천문학적인 양의 정보를 순식간에 처리할 수 있다. 큐비트 수가 많을수록 연산 능력이 강력해지는데 마요라나1엔 큐비트 8개가 들어갔다. MS는 마요라나1에 큐비트 100만 개 이상이 탑재될 수 있도록 설계했다.

그동안 양자컴퓨터는 온도 등 외부 환경 변화에 의해 양자 상태가 깨져 쉽게 오류가 발생할 수 있다는 단점이 있었다. 그러나 MS는 신소재인 위상초전도체를 개발해 위상적 큐비트를 구현했다. 최재혁 한국표준과학연구원 양자기술연구소장은 “MS는 위상초전도체 개발이라는 다른 기업이 가지 않는 방식으로 양자컴퓨터의 돌파구를 뚫었다는 점에서 의미가 있지만 추후 MS가 큐비트 연산 결과를 보여줄지는 지켜봐야 한다”고 평가했다. MS를 비롯한 글로벌 빅테크들은 치열한 기술 경쟁을 벌이며 양자컴퓨터 상용화에 앞장서고 있지만, 우리나라의 양자기술 수준은 세계 최하위 수준이다. 과학기술정보통신부에 따르면 양자기술 중 양자컴퓨터 부문은 기술 수준이 가장 높은 미국이 100점이고, 중국은 35점인데 우리나라는 2.3점에 불과하다. 양자통신 부문에서도 미국은 84.8점이었지만, 우리나라는 2.9점에 그쳤다.

구혁·전세원 기자