양자 컴퓨팅 (quantum computing)에 관한 꿈은 아주 흥미롭습니다. 양자 레벨의 기계를 만들어 아주 복잡한 계산을 고전 물리학의 한계를 가진 기존의 컴퓨터보다 기하급수적으로 빠르게 실행한다면 어떨까요?
IBM, 구글 (Google) 외 다른 기업들은 반복적인 양자 컴퓨팅 하드웨어를 선보이고 있지만 아직 실생활에 이용이 되고 있지는 않습니다. 하지만 마이크로소프트 (Microsoft)사와 컨티뉴엄 (Quantinuum)사가 2024년 4월4일에 오류가 거의 없는 컴퓨팅 시스템을 개발했다고 발표를 하였습니다. 이 시점으로 양자컴퓨팅의 상용화는 아주 많이 가까워 졌습니다.
마이크로소프트와 컨티뉴엄의 동영상
우리가 현재 사용하는 고전 컴퓨터나 전자기기는 0과 1의 이진수의 비트로 정보를 처리하지만 양자 컴퓨터는 큐비트 (qubit)라는 0과 1그리고 그 사이의 모든 확률로 정해진 모든 배합을 이용하여 정보가 처리됩니다. 아주 많은 양의 정보 처리가 가능하지만 현시점의 문제는 계산의 결과 값이 아주 정확하지 않다는 큐비트의 오류에서 있습니다. 그래서 현재 양자 컴퓨팅은 NISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum - 오류내재중간 규모 양자)의 시대라고 합니다. 이 시대의 양자 컴퓨터는 리서치와 실험용으로 사용이 되고 있습니다.
마이크로소프트사의 NISQ 솔루션은 물리적인 큐비트를 가상 큐비트로 변환하는 것이었습니다. 그럼으로써 오류 진단과 보정이 큐비트를 파괴하지 않은 상태로 가능하게 된 것이죠. 그리고 이 솔루션은 Quantinuum (컨티뉴엄)이라는 양자 컴퓨터 하드웨어를 이용했습니다. 결과는 물리적인 큐비트를 이용하여 나온 결과보다 800배 이상이나 오류가 감소했다고 발표되었습니다. 또한 마이크로소프트사는 이 실험을 만4천번이상을 오류없이 하였다고 합니다.
마이크로소프트의 전략 미션과 기술 분야의 제이슨 젠더 (Jason Zander)에 의하면 이 결과는 양자 컴퓨팅의 Level 2 탄력성 (Resilient)를 가져다 주면서 신뢰도 레벨 측면으로는 상용화에도 사용이 가능하게 될 것이라고 합니다.
“이전에 해결 할 수 없었던 문제들을 해결하는 시대를 만드는 양자 생태계의 현 과제는 큐비트의 정확도와 오류없는 양자 컴퓨팅입니다.” 라고 젠더씨는 블로그에 글을 남겼습니다. “간략히 말하자면, 우리는 여러 물리적 큐비트를 결합하여 노이즈를 없애고 지속력이 있는 신뢰성이 있는 논리 큐비트 (logical qubit)로 전환을 해야합니다”.
연구자나 리서처들은 이 양자 컴퓨팅을 마이크로소프트의 에저 퀀텀 엘리먼트 (Azure Quantum Elements) 서비스에서 몇달 후면 사용을 해 볼수 있습니다. 목표는 기후변화나 신약개발 같은 아주 어려운 문제를 해결 할 수 있는 Level 3의 양자 슈퍼컴퓨팅에 도달 하는 것입니다. 아직 얼마나 걸릴지는 미지수이지만 적어도 양자 컴퓨터의 상용화에 한 걸음 더 다가간 것은 사실입니다.
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