구글, 양자컴퓨터 칩 공개 "양자 우월성 달성했다"

구글 '네이처' 논문 발표. 난수 증명 특정 과제에서 슈퍼컴 능가 확인

구글이 양자컴퓨터로 기존 컴퓨터를 능가하는 연산 성능을 보이는 이른바 ′양자우월성′을 달성했다는 논문을 정식 발표했습니다.

구글이 이번에 개발한 시커모어는 53개의 큐비트(양자비트. 양자 정보 최소 단위)를 십(十)자 모양으로 연결해 구현한 최신 양자컴퓨터 칩으로 절대 0도에 가까운 극저온으로 냉각했을 때 저항이 0이 되는 소재인 초전도체 사이에 금속을 끼운 전자소자(조셉슨 소자) 내부에서, 전자 두 개가 하나의 양자처럼 쌍을 이뤄 통과하는 현상을 이용해 계산을 하는 ‘초전도 소자’ 방식을 사용합니다.

초전도 방식은 23일 삼성이 투자하기로 한 미국의 양자컴퓨터 기업 ‘아이온큐’가 연구 중인 이온 트랩(이온 덫) 방식과 함께 현재 가장 유력한 양자컴퓨터 큐비트 구현 방식으로 꼽히는데 이온 트랩은 자기장 등을 이용해 이온을 분리, 제어한 뒤 양자상태를 측정해 양자정보를 처리하는 기술입니다. 구글은 시커모어를 이용해 난수를 증명하는 비교적 단순한 알고리즘을 수행하고 성능을 평가했습니다.

이는 양자컴퓨터 칩의 성능을 시험하기 위해 고안된 알고리즘 중 하나인데 대부분 기존 컴퓨터보다 양자컴퓨터가 더 뛰어난 성능을 보이게 돼 있는 것으로 이를 실제로 구현하는 것은 어렵지만 구글은 시커모어로 이 작업을 3분 20초 만에 끝내는 데 성공했습니다. 구글은 “이 과제는 현존 최강의 슈퍼컴퓨터로도 1만 년 걸리는 문제”라고 밝혀 사실상 이 과제에 한해서는 ‘양자우월성’을 달성했다고 밝혔습니다.

현존 최강의 슈퍼컴퓨터는 미국 오크리지국립연구소의 ‘서미트’로 2019년 6월 독일 프랑크푸르트에서 개최된 슈퍼컴퓨팅 콘퍼런스가 발표한 세계 슈퍼컴퓨터 성능 순위에서 148페타플롭스(PF)의 연산속도를 발휘했고, 1PF는 1초에 1,000조 개의 계산을 할 수 있는 속도입니다. 구글은 "시커모어는 프로그래밍이 가능한 양자컴퓨터 칩"이라며 "이미 올해 봄 양자우월성을 달성한 뒤 지금은 양자화학과 머신러닝 양자물리 등에 응용하려 시험하고 있다"고 밝혔습니다.

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