[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 12월 9일(월요일=미국 캘리포니아 산타바바라 현지 시간), 글로벌 거물 테크 기업인 구글(Google)은 그동안 양자 컴퓨팅이 풀지 못하고 있던 핵심 난제를 극복할 수 있게 해 줄 새 차세대 칩 개발에 한 발짝 다가섰다고 발표했다.

구글이 세계적 저명한 과학 학술지 ‚네이처(Nature)’에 발표한 양자 컴퓨팅 칩은 기존의 컴퓨터가 자료 산출하는데 우주의 역사 보다 더 긴 시간을 요할 난해한 문제를 단 5분 만에 해결할 수 있는 획기적인 기술이 될 것이라고 로이터 통신은 보도했다.

알파벳(Alphabet, 구글 검색엔진의 모회사)을 비롯해 마이크로소프트(Microsoft), IBM(International Business Machines), 중국의 바이두(Baidu) 등 글로벌 거물 테크 기업들은 세계에서 가장 빠른 처리 속도의 양자 컴퓨팅 기술 개발과 주도권 장악에 주력하고 있다.

조만간 의학, 배터리 화학, 인공지능(AI) 부문에서 기존 컴퓨터로 수행하기 어려웠던 난제들을 해결하게 되기를 기대한다며 미래 양자 컴퓨팅의 기술적・경제적 응용성을 제시했다.

이번 구글의 발표에서, 캘리포니아 주 산타바바라 시 소재 구글 양자 컴퓨팅 연구소 연구진은 수학적 해법을 발견하는데 성공했으며, 이 해법에 기초해 ‚윌로(Willow)‘라는 이름의 양자 컴퓨팅용 새 칩을 공개했다. 

윌로 칩은 매 칩 당 105개의 큐비트(cubits, ‚양자비트(Quantum bit)'로도 불리는 양자 컴퓨터 계산 시 기본 단위)라는 구성단위로 구성돼있다. 기존 컴퓨터는 데이터를 0과 1의 비트 단위로 처리・저장하는 이진법 원리를 사용하는 반면, 양자 컴퓨터는 큐비트 안에 0과 1을 동시에 데이터에 포함시켜 처리하고 저장한다.

양자 컴퓨팅의 구성단위인 큐비트는 기존 컴퓨터 보다 처리 속도가 월등히 빠르지만 처리의 오류 발생도가 높다는 것이 단점이다. 가령, 큐비트는 지구 바깥 우주 공간에서 발생하는 아원자 같은 초미세 입자에 의해서도 영향을 받아 오류를 일으킬 수 있다.

칩에 큐비트가 많이 탑재될수록 오류 발생률이 높아지는 문제점을 해결하기 위해 과학자들은 1990년대부터 양자 컴퓨팅 오류 수정 방법을 연구해왔다.

가령, 지난 2019년 IBM은 세계 최초로 상용 양자 컴퓨터를 공개하고 기존 컴퓨터로 문제 해결에 1만 년이 필요한 문제를 2시간 반 만에 해결할 수 있는 획기적인 프로세싱 시스템을 소개했다. 이어서 2023년 초 많은 큐비트 장착으로도 오류율을 줄인 퀀텀 시스템 투(Quantum System Two) ‚헤론(Heron)‘ 칩을 내놓은 바 있다.

이번 구글의 윌로 칩 기술은 칩에 다량의 큐비트를 장착해도 양자 컴퓨터의 산출 오류를 실시간으로 수정할 수 있게 한 획기적 과학적 혁신이라는 점에서 의미 있다. 구글은 현재 ‚윌로’ 양자 컴퓨팅 칩을 새로 건설한 자체 전용 팹 제조 시설에서 제작한다.

양자 컴퓨팅 또는 퀀텀 컴퓨팅(quantum comptuting)은 컴퓨터 과학, 물리학 , 수학 등 순수 과학 분야를 종합해 이미 너무 복잡하게 발전한 이제까지의 컴퓨터 기술로는 더 이상 해결하기 어려운 문제점을 양자 역학의 법칙을 응용해 해결하는 첨단 정보 처리 기술이다.