마이크로소프트가 양자 컴퓨터 개발을 위한 새로운 상태의 물질을 만들었다고 발표했다. 기존의 고전적인 물질 상태인 고체, 액체, 기체 외에 위상학적 큐비트(topological qubit)라는 개념을 도입해 더 안정적인 양자 컴퓨팅 기술을 구현하려는 것이다.
1. 양자 컴퓨터란?
기존 컴퓨터는 0과 1을 저장하는 비트(bit)를 사용하지만, 양자 컴퓨터는 동시에 여러 값을 저장할 수 있는 큐비트(qubit)를 활용한다. 이 때문에 연산 속도가 기하급수적으로 증가하며, 배터리 개발, 신약 연구, 인공지능(AI) 발전에 혁신적인 역할을 할 것으로 기대된다.
현재 대부분의 기업(구글 등)은 초전도체(superconductors)를 이용한 양자 컴퓨터를 연구하고 있지만, 마이크로소프트는 반도체(semiconductors)와 초전도체를 결합한 새로운 방식을 연구하고 있다.
2. 마이크로소프트의 기술: 위상학적 큐비트
- 1997년 러시아-미국 물리학자 알렉세이 키타예프(Alexei Kitaev)가 제안한 개념을 바탕으로 개발
- 반도체(인듐 아세나이드)와 초전도체(알루미늄)를 결합한 새로운 양자 칩을 제작
- 극저온(약 -240°C 이하)에서 작동하며, 기존 방식보다 더 안정적이고 오류가 적은 큐비트 구현 가능
3. 양자 컴퓨터 경쟁 현황
- 구글: 2023년, 기존 슈퍼컴퓨터로 10십경년 걸리는 연산을 5분 만에 해결하는 실험 성공
- 중국: 정부 주도로 152억 달러(약 20조 원) 투자
- 유럽연합: 72억 달러(약 9조 5천억 원) 투자
마이크로소프트는 "수십 년이 아닌, 수년 내로 실용적인 양자 컴퓨터를 완성할 것"이라고 발표하며 기술 경쟁에서 앞서가겠다는 의지를 보였다.
4. 과제: 오류 문제 해결
현재 양자 컴퓨터는 계산 중 ‘디코히어런스(decoherence)’ 문제로 인해 정보를 읽을 때 오류가 발생하는 한계가 있다.
- 구글: 복잡한 수학적 방법을 이용해 오류율을 감소시키는 방식 연구 중
- 마이크로소프트: 위상학적 큐비트가 이 문제를 더 근본적으로 해결할 수 있다고 주장
5. 미래 전망
마이크로소프트는 아직 8개의 위상학적 큐비트를 개발했을 뿐, 실용적인 수준의 양자 컴퓨터를 완성한 것은 아니다. 하지만 연구진은 "이 기술이 완성되면 기존 기술보다 훨씬 강력한 컴퓨팅 성능을 제공할 것"이라고 기대하고 있다.
양자 컴퓨터는 국가 안보, 암호 해독, 신약 개발, AI 발전 등 다양한 분야에서 엄청난 영향을 미칠 것으로 예상되며, 앞으로 몇 년 내로 본격적인 기술 경쟁이 심화될 것으로 보인다.
참고: Microsoft Says It Has Created a New State of Matter to Power Quantum Computers - The New York Times