양자컴 상용화 '성큼'…연산 중 오류 수정에 성공

양자컴퓨터의 상용화 속도가 빨라지고 있다. IBM이 AMD와 손잡고 양자 오류 수정 알고리즘을 일반 반도체에서 구동하는 데 성공하면서다. 초전도 양자칩과 범용 반도체의 결합으로 막대한 비용과 불안정한 연산 등 ‘양자컴퓨터의 병목’을 뚫을 수 있다는 기대감이 커지고 있다.

로이터통신은 지난달 24일(현지시간) IBM이 양자컴퓨팅의 핵심 난제인 오류 수정 알고리즘을 AMD가 만든 프로그래머블 반도체(FPGA)에서 실시간으로 구동하는 데 성공했다고 보도했다. 제이 갬베타 IBM 연구소장은 “이번 결과는 양자 알고리즘이 실험실 수준을 넘어 실제 환경에서도 작동 가능하다는 것을 보여준다”며 “말도 안 되게 비싼 전용 칩이 아닌 시중 반도체로 구현할 수 있다는 점이 핵심”이라고 밝혔다.

양자컴퓨터 상용화를 가로막던 ‘비용과 안정성의 벽’을 동시에 허물 것이라는 분석이 나온다. 양자컴퓨팅은 입자의 중첩과 얽힘 등 양자 특성을 활용해 동시에 수많은 연산을 수행할 수 있다는 점에서 ‘궁극의 연산 기술’로 불린다. 하지만 열과 잡음 등 외부 환경 변화에 취약해 연산 중 오류가 빈번히 발생한다는 치명적 한계가 있었다. 여기에 수억 달러에 달하는 전용 칩과 극저온 냉각 설비 등 막대한 인프라 비용이 필요했다.

IBM과 AMD는 이 과정을 전용 양자 칩이 아닌 범용 반도체에서 병렬로 처리함으로써 안정성과 효율은 물론 개발·운용 비용까지 대폭 낮출 수 있음을 입증했다. 즉, ‘값비싼 전용기기’에 의존하지 않고도 상용화 단계의 연산을 구현할 수 있다는 가능성을 보여준 셈이다. IBM이 2029년까지 대규모 오류 내성을 갖춘 양자 컴퓨터 ‘스탈링’을 완성하겠다는 로드맵을 제시한 가운데 업계는 이 목표가 예상보다 앞당겨질 가능성에 주목하고 있다.

양자컴퓨터 상용화 시장을 둘러싼 글로벌 경쟁은 한층 가열되고 있다. 구글은 최근 ‘퀀텀 에코스(Quantum Ecos)’ 알고리즘을 공개하며 자사의 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터보다 1만3000배 빠른 계산을 수행했다고 밝혔다. 전자기장으로 이온을 잡아두는 ‘이온트랩’ 방식을 앞세운 미국 양자기업 아이온큐 역시 상장 이후 시가총액이 급등하며 ‘양자 상용화 전쟁’의 새로운 주자로 부상했다.

안정훈 기자 ajh6321@hankyung.com