오류 없이 완벽하게 작동하는 대규모 양자컴퓨터의 등장이 현실로 다가왔다.
초전도체 양자컴퓨터 분야의 선두주자인 IBM이 2029년까지 세계 최초의 '오류 내성(fault-tolerant)' 양자컴퓨터를 구축하겠다는 구체적인 로드맵과 핵심 기술을 공개하며, 양자 기술이 실용화 단계로 진입했음을 선언했다.
IBM은 10일(현지시간) 2029년 가동을 목표로 하는 대규모 오류 내성 양자컴퓨터 'IBM 퀀텀 스탈링(Starling)' 개발 계획을 발표했다.
이 양자컴퓨터는 현재의 양자컴퓨터보다 2만 배 이상 많은 작업을 처리할 수 있는 성능을 목표로 한다.
IBM 측은 스탈링이 다루는 복잡한 양자 상태를 기존 슈퍼컴퓨터로 시뮬레이션하려면, 메모리 용량만 퀸데실리온(10의 48제곱) 이상이 필요할 만큼 압도적인 계산 능력을 갖추게 될 것이라고 예상했다.
스탈링은 미국 뉴욕의 새로운 IBM 퀀텀 데이터센터에 구축될 예정이다.
양자컴퓨터 실용화의 가장 큰 장벽은 계산 '오류' 문제다.
이를 해결하기 위해 여러 개의 '물리 큐비트'를 그룹으로 묶어 오류를 상호 감시하고 수정하게 만드는 '논리 큐비트' 개념이 제시되었지만, 하나의 논리 큐비트를 만드는 데 막대한 수의 물리 큐비트가 필요해 현실적인 구현이 어려웠다.
전문가들은 100만 큐비트가 있어야 오류 문제가 없는 양자컴퓨터를 구현할 수 있다고 전망해 왔다.
연세대학교에 설치된 IBM의 양자컴퓨터 '시스템원'도 127큐비트에 불과하다.
IBM은 두 편의 기술 논문을 통해 이 문제를 정면 돌파할 해법을 제시했다.
논문은 'qLDPC(양자 저밀도 패리티 검사) 코드'라는 혁신적인 오류 수정 방식을 통해 논리 큐비트 생성에 필요한 물리 큐비트의 수를 기존 방식 대비 약 90%나 획기적으로 줄여, 비현실적이던 자원 소모 문제를 해결할 돌파구를 제시했다.
IBM은 2025년부터 매년 새로운 기술을 선보이는 단계별 로드맵도 수립했다.
먼저 2025년 'IBM 퀀텀 룬(Loon)', 2026년 'IBM 퀀텀 쿠카부라(Kookaburra)', 2027년 'IBM 퀀텀 코카투(Cockatoo)'를 거쳐 , 2029년 200개의 논리 큐비트로 1억 회의 양자 연산을 수행하는 '스탈링'을 선보인다는 계획이다.
IBM은 2000개의 논리 큐비트로 10억 회 연산이 가능한 차세대 시스템 '블루제이(Blue Jay)'로의 확장 계획도 밝혔다.
아빈드 크리슈나 IBM 회장 겸 CEO는 "IBM은 양자 컴퓨팅의 새로운 지평을 열어가고 있다"며, "IBM이 보유한 수학, 물리학, 공학 분야의 전문성은 대규모 오류 내성 양자 컴퓨터를 실현할 기반을 마련했으며, 이 컴퓨터는 현실 세계의 문제를 해결하고 비즈니스에서 큰 가능성을 열어줄 것"이라고 설명했다.
백종민 테크 스페셜리스트 cinqange@asiae.co.kr
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