구글의 양자 컴퓨터 실험 기기[연합뉴스 자료사진]

자체 개발 새 양자 칩 '윌로우' 장착…내년 실제 적용사례 발표

"큐비트수 증가할수록 오류 감소, 실시간 오류 수정 기술 개발"

양자컴퓨터 개발을 위한 경쟁이 가속하는 가운데 구글이 기존의 성능을 크게 능가하는 양자컴퓨터를 개발했다.

구글은 슈퍼컴퓨터가 10 셉틸리언(10의 24제곱·septillion)년 걸리는 문제를 단 몇 분 만에 푸는 양자컴퓨터를 개발했다고 9일(현지시간) 밝혔다.

셉틸리언은 우주의 나이보다 훨씬 더 오래 걸리는 시간으로, 5년 전 구글이 1만년 걸리는 문제를 몇 분 안에 풀 수 있다고 발표한 성능보다 크게 빠른 속도다.

구글은 자체 개발한 양자 칩 '윌로우'(Willow)를 장착한 양자컴퓨터가 성능 실험에서 현존하는 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 프론티어를 능가했다고 설명했다.

프런티어가 10셉틸리언년, 즉 1조와 1경, 1해보다 큰 10자년이 걸려야 풀 수 있는 문제를 '윌로우' 칩을 장착한 양자컴퓨터는 단 5분 안에 풀었다고 덧붙였다.

다만, 이 성능 실험은 테스트를 위해 만들어진 알고리즘이 이용됐으며, 아직 실제 적용된 사례는 없다.

구글 양자 AI 설립자인 하트무트 네벤은 그러나 "이는 중요하지 않다"며 "간단한 문제조차 해결하지 못하면 실용적인 문제도 해결할 수 없다"고 말했다.

구글은 기존 컴퓨터가 풀지 못하는 실제 문제 해결 사례를 내년에 발표할 것이라고 밝혔다.

이날 과학전문지 네이처지에 게재된 연구 결과에 따르면 새 양자컴퓨터는 105개의 큐비트를 가진 '윌로우'라는 칩에서 나왔다.

큐비트는 양자컴퓨팅에서 정보를 사용하는 기본 단위로, 기존 컴퓨터가 0과 1을 순차적으로 계산하는 것과 달리 양자컴퓨터는 0과 1을 동시에 처리해 기존 컴퓨터보다 문제를 빠르고 정확하게 해결할 수 있는 것으로 평가받는다.

구글은 윌로우 칩의 큐비트를 서로 연결해 큐비트 수가 증가할수록 오류가 줄어드는 방법을 찾았다고 밝혔다.

이에 큐비트 수를 늘리면서 오류를 줄일 수 있는 임계값 이하(Below Threshold)를 달성한 첫 양자 시스템이라고 설명했다.

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.

칩 하나에 큐비트를 쌓을수록 오류가 누적돼 기존 컴퓨터 칩보다 더 나은 성능을 발휘하지 못하면서 과학자들은 1990년대부터 양자 오류 수정에 주력해 왔다.

로이터 통신은 오류가 줄어들고 실시간으로 줄어들 수 있는 기술은 "양자컴퓨터를 실용적으로 만드는 데 중요한 단계"라고 로이터통신은 전했다.

뉴욕타임스(NYT)는 "양자 컴퓨팅은 양자 역학이라는 물리학의 한 분야에 대한 수십 년간의 연구 결과로 여전히 실험적인 기술이지만, 구글의 성과는 과학자들이 이 기술에 대한 오랜 기대를 충족시킬 수 있는 방법들을 꾸준히 발전시키고 있음을 보여준다"고 평가했다.

(샌프란시스코=연합뉴스) 김태종 특파원 (c) 연합뉴스