2025. 2. 26.
마이크로소프트(Microsoft)가 20년간 연구해온 위상적 양자 컴퓨팅(topological quantum computing) 분야에서 중요한 진전을 이루었습니다. 최근 발표된 연구에 따르면, 마이크로소프트는 Majorana 1 마조라나 1 칩에서 8개의 위상적 큐비트(topological qubits)를 구현하는 데 성공하였습니다. 이는 기존 양자 컴퓨팅 방식과는 다른 접근법으로, 새로운 물질 상태를 활용하는 방식입니다. 이번 성과는 저명한 학술지 네이처(Nature)에 실렸으며, 뉴욕타임스(New York Times)에서도 조명되었습니다. 그러나 8개의 큐비트만으로는 대규모 양자 컴퓨터를 구축하기에 턱없이 부족하며, 현재 IBM과 구글(Google) 등의 경쟁 기업들은 이미 수백 개의 큐비트를 다루고 있는 상황입니다. 따라서 마이크로소프트는 이번 성과를 발판으로 본격적인 기술 확장에 나설 필요가 있습니다.
양자 컴퓨터의 새로운 접근법: 위상적 큐비트
양자 컴퓨터는 기존의 컴퓨터가 0과 1로 정보를 저장하는 비트(bits) 대신, 0과 1을 동시에 가질 수 있는 큐비트(qubits)를 이용하여 연산 속도를 비약적으로 높이는 기술입니다. 현재까지 가장 널리 연구된 방식은 초전도 큐비트(superconducting qubits)로, 구글과 IBM, 아마존 웹 서비스(AWS) 등이 이 기술을 활용하고 있습니다. 또 다른 방식으로는 광자 큐비트(photonic qubits)가 있으며, 이는 캐나다의 사이퀀텀(PsiQuantum)과 자나두(Xanadu), 그리고 중국 연구진이 개발하고 있습니다. 마이크로소프트는 위상적 큐비트를 개발하여 새로운 접근법을 제시했으며, 이번 마조라나 1 칩의 연구를 통해 그 가능성을 입증했습니다. 그러나 아직까지 위상적 큐비트가 다른 방식보다 우월한지 여부는 불확실한 상태입니다.
구글과 비교: 갈 길 먼 마이크로소프트
양자 컴퓨팅 경쟁에서 마이크로소프트는 기술적 돌파구를 마련했지만, 경쟁사들은 더 큰 규모의 시스템을 개발하며 앞서가고 있습니다. 예를 들어, 구글의 윌로우(Willow) 칩은 초전도 방식으로 구현되었으며, 수많은 큐비트를 활용하여 오류 수정(error correction) 가능성을 입증했습니다. 이 오류 수정 기술이야말로 대규모 양자 컴퓨팅 실현의 필수 요소로, 많은 큐비트를 추가할수록 오류가 감소하는 효과를 보여주었습니다. 반면, 마이크로소프트의 마조라나 1 칩은 아직 오류율과 게이트 신뢰도(gate fidelity) 같은 중요한 지표를 평가하지 않았기 때문에 실제 성능이 어느 정도인지 확신하기 어렵습니다. 과거 마이크로소프트는 2018년에도 위상적 큐비트 연구 결과를 발표했다가 2021년에 논문이 철회된 전례가 있어, 이번 발표에도 신중한 검토가 필요합니다.
과학적 경쟁과 논쟁
마이크로소프트는 이번 연구 성과에 대해 경쟁사들의 견제를 예상하면서도, 과학적 논쟁과 경쟁을 긍정적으로 받아들이고 있습니다. 마이크로소프트 측은 “각 기업이 다른 방식으로 같은 목표를 이루기 위해 노력하고 있다”며, 다양한 접근법이 존재하는 것이 과학의 본질이라고 설명했습니다. 반면, 경쟁사들은 여전히 마이크로소프트의 연구 결과를 신중하게 바라보고 있으며, 실제 상용화 가능성을 두고 논쟁이 이어지고 있습니다. 그러나 중요한 점은, 이번 연구를 통해 한때 불가능하다고 여겨졌던 위상적 접근법이 실현 가능하다는 점이 증명되었다는 것입니다. 위상적 큐비트는 과학적으로 가장 난해한 방식이기 때문에, 그 가능성을 입증한 것만으로도 의미 있는 진전이라 할 수 있습니다.
언제 현실화될 것인가?
양자 컴퓨터가 상용화되는 시점에 대해서는 여전히 의견이 분분하지만, 전문가들은 그 시점이 생각보다 가까워졌다고 평가하고 있습니다. 초기 PsiQuantum 투자자인 카르티 마다스미(Karthee Madasmy)는 “과거에는 수십 년이 걸릴 것이라 예상했지만, 이제는 단 몇 년 내에 가능할 수도 있다”고 전망했습니다. 마이크로소프트의 마조라나 1 연구가 실제 양자 컴퓨터 개발로 이어질지는 아직 불확실하지만, 이번 발표가 양자 기술의 진전을 가속화할 계기가 될 수 있다는 점은 분명합니다. 과연 마이크로소프트가 다른 경쟁사들을 따라잡고 양자 컴퓨팅 시장에서 주도권을 잡을 수 있을지, 앞으로의 행보가 주목됩니다.
해당 글은 Fast Company 기사를 바탕으로 ChatGPT가 작성한 글입니다. ChatGPT는 실수를 할 수 있습니다. 중요한 정보를 확인하세요. 원본 기사와 사진 출처는 해당 링크에서 확인할 수 있습니다.