양자컴퓨터 춘추전국시대...초전도·이온트랩·중성원자

[앵커]
미래 산업의 판도를 바꿀 양자컴퓨터, 가능성의 영역에서 실생활에 활용할 수 있는 단계가 눈앞에 왔습니다.

1과 0이 공존하는 양자비트, 즉 큐비트를 어떻게 만드느냐에 따라 컴퓨터 종류가 나뉘는데요.

초전도, 이온트랩, 중성원자 등 각각의 방식이 어떻게 다르고 장점은 뭔지, 장아영 기자가 보도합니다.

[기자]
가장 앞서있는 건 IBM의 초전도 양자컴퓨터입니다.

우주의 절대온도인 영하 273도에서 전류 저항이 없는 물질, 초전도체로 큐비트를 만듭니다.

이 칩 안에는 127개의 큐비트가 들어있습니다.

여기서 연산된 결괏값을 초단파 형태로 127개의 통신선을 통해 전달합니다.

지난 2021년 선보인 127큐비트 컴퓨터는 이미 30대 정도가 기업의 연구 개발 등에 활용되고 있고, 올해 안에 국내에도 1대가 들어와 의료 연구에 쓰일 예정입니다.

미국 뉴욕에는 133큐비트 칩을 3개 연결한 모듈 컴퓨터도 돌아가고 있습니다.

[표창희 / IBM 상무 : 현재 IBM 퀀텀은 '유틸리티 스케일' 즉 '양자 유용성 단계'에 왔다고 말씀드릴 수 있습니다. 기존의 고전 컴퓨터로는 풀기 어려웠던 난제들, 분자 구조에 대한 분석이라든가 시뮬레이션이라든가 최적화 문제들을 해결하기 위한 연구의 도구로 활용할 수 있는….]

이온트랩 방식은 큐비트의 생존시간이 길고 오류가 적다는 게 장점입니다.

전자기장으로 이온의 상태를 직접 조작하기 때문입니다.

[마가렛 아라카와 / 아이온큐 최고마케팅책임자 : 이온트랩 기술은 '완벽한 큐비트'를 사용합니다. / 다른 방식의 양자 컴퓨터는 수백만 개의 합성 큐비트를 만들지만 완벽하지 않기 때문에 이걸 유용하게 만들려면 냉각이 필요하고 엄청난 양의 돈과 엄청난 양의 전력이 필요합니다. 그게 이온트랩 방식의 장점입니다. 더 효율적이고, 더 높은 일관성과 뛰어난 충실도를 제공합니다.]

중성원자 방식은 중성 상태 원자를 빛의 압력을 이용한 광학 족집게로 포획해 큐비트로 사용합니다.

큐비트가 늘어날수록 '양자 오류'가 기하급수적으로 커지는 문제가 생기는데, 중성원자를 활용한 '논리적 큐비트' 구조로 고칠 수 있게 했습니다.

[미카일 루킨 / 큐에라 공동창업자·하바드대 교수 : 일반적으로 양자 상태를 더 크게 만들면 오류가 발생하기 쉽습니다. (그러나 '논리적 큐비트'를 이용해) 처음부터 오류가 충분히 작다면 마술처럼 반대 현상이 발생합니다. 오류 수정이 이론적으로 가능하다는 사실도 이미 놀랍지만, 실제로 실험으로 오류 수정이 가능해지기 시작하는 시대에 들어서고 있습니다.]

여기에 반도체 양자점, 점결함 방식까지.

여명기의 고전 컴퓨터가 그랬듯, 최후의 승자가 되기 위한 각축전이 벌어지고 있습니다.

YTN 장아영입니다.




YTN 장아영 (jay24@ytn.co.kr)