MS, 자체 양자 컴퓨팅 칩 공개…양자컴 시대 앞당겨지나

[이코노믹데일리] 양자 컴퓨팅 경쟁이 가속화되는 가운데 구글에 이어 마이크로소프트(MS)가 자체 개발한 양자 컴퓨팅 칩을 선보였다. 

MS는 19일(현지시간) 자체 개발한 '위상 초전도체'를 사용한 양자 컴퓨팅 칩 '마요라나(Majorana) 1'을 개발했다고 밝혔다. 앞서 구글은 지난해 자체 개발한 양자 칩 '윌로우'(Willow)를 공개한 바 있다.

당시 구글은 성능 실험 결과 해당 칩을 장착한 양자 컴퓨터가 '프론티어'를 넘어섰다고 설명했다. 프론티어는 현존하는 슈퍼컴퓨터 중 가장 빠른 것으로 알려져 있다.

구글은 "프론티어가 해결하는 데 10셉틸리언(10의 24제곱)년이 걸리는 문제를 '윌로우' 칩을 탑재한 양자 컴퓨터는 단 5분 만에 풀었다"고 강조했다. 10 셉틸리언년은 10자년으로 이는 1조·1경·1해보다 훨씬 큰 수치다.

마요라나 1의 크기는 손바닥만 하며 일반적인 양자 컴퓨팅 칩과 달리 '초전도 큐비트' 대신 '위상적(topological) 큐비트'를 활용했다. 이 큐비트는 모양이 변하더라도 본질은 변하지 않는 특성을 지니고 있어 차세대 초전도 큐비트로 주목받아 왔다.

큐비트(Qubit, 양자비트)는 양자 컴퓨터의 기본 연산 단위다. 일반 컴퓨터는 0 또는 1의 '비트'로 정보를 처리하는 반면 양자 컴퓨터는 0과 1이 동시에 존재하는 중첩·얽힘 상태인 큐비트를 활용하는 것이다. 이를 통해 막대한 양의 정보를 빠르게 처리할 수 있어 미래 혁신 기술 중 하나로 꼽힌다.

MS에 따르면 위상초전도체는  인듐비소(InSb) 및 알루미늄 등으로 구성돼 양자 정보 손상을 방지하고 오류를 자동으로 감지·수정할 수 있다.

양자 칩의 연산 능력은 탑재된 큐비트 수에 비례한다. 현재 마요라나 1에는 8개의 큐비트가 탑재돼 있으며 향후 100만개 이상도 탑재할 수 있도록 설계했다는 게 MS의 설명이다.

MS는 "양자 칩에 큐비트를 100만개 이상 탑재할 수 있을 때 '양자컴 상용화'가 시작될 것"이라며 "이번 칩 개발로 양자 컴퓨터 시대가 수년 내에 실현될 수 있을 것으로 본다"고 전망했다.

다만 업계는 양자 컴퓨터의 상용화에 수십년이 소요될 것으로 내다보고 있다. 아직 해결해야 할 과제가 적지 않다는 이유다.

양자 컴퓨터는 온도 등 외부 환경 변화에 양자 상태가 깨져 오류가 빈번히 발생할 수 있다는 단점이 존재한다.

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 'CES 2025'에서 "양자 컴퓨터가 상용화되려면 최소 20년은 걸릴 것"이라고 말한 바 있다.

양자 컴퓨터는 의약·에너지 등 기존 슈퍼컴퓨터로도 풀지 못했던 인류의 난제를 해결해 줄 것으로 기대되고 있다.

이러한 기대 속에서 글로벌 기업들은 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 구글, MS에 이어 IBM도 2029년까지 오류 수정이 가능한 양자 컴퓨터를 개발할 계획이다.