마이크로소프트(MS)가 단일 프로세서에 100만 큐비트(Qubit·양자 컴퓨터의 연산 단위) 이상 집적할 수 있는 양자 칩 '마요라나 1(Majorana 1)'을 19일(현지시간) 공개했다. 이 칩에는 '위상적(topological)' 큐비트를 적용, 기존 양자컴퓨터의 양자 오류와 집적도 한계 등을 최소화했다.
마요라나 1에는 8개의 큐비트가 탑재됐다. 100만개 이상 큐비트까지 탑재할 수 있도록 설계돼 성능을 비약적으로 개선할 수 있다는 게 MS 측 설명이다. 기존 컴퓨터가 0과 1의 비트(bit)로 데이터를 처리한다면, 큐비트는 양자중첩 현상으로 0과 1을 동시에 처리해 보다 빠른 연산이 가능하다.
마요라나 1은 MS가 개발한 '토폴로지컬 코어 아키텍처'를 기반으로 설계됐다.
MS에 따르면, 이 아키텍처는 오류 저항성을 하드웨어에 갖춘 내결함성 구조로 보다 안정적인 양자 연산이 가능하다. 디지털 방식으로 큐비트를 제어할 수 있어 신뢰성을 높였다.
이 아키텍처는 '토포컨덕터'라는 새로운 물질에 기반을 둔다. MS 연구진은 반도체인 인듐비소와 초전도체인 알루미늄을 원자 단위에서 정밀하게 결합해 토포컨덕터라는 물질을 제작했다.
토포컨덕터는 극저온에서 '위상 초전도성'을 유지하면서 고체·액체·기체와는 다른 '위상 상태'를 형성한다. 새로운 양자 입자인 마요라나 입자를 관찰하고 제어함으로써 초소형·초고속·고안정 큐비트를 생성한다.
체탄 나약(Chetan Nayak) MS 퀀텀 하드웨어 부사장은 “MS는 18개월 전부터 양자 슈퍼컴퓨터로 가는 로드맵을 제시했다. 이번에 토폴로지 큐비트를 공개하면서 두 번째 이정표를 달성했다”며 “백만 큐비트 규모로 확장 가능한 양자 컴퓨터는 단순한 기술적 성취가 아니라, 세계가 직면한 가장 복잡한 문제를 해결할 수 있는 열쇠”라고 강조했다.
그는 이어 “이 기술이 실현되면 자가 치유 소재, 지속 가능한 농업, 더 안전한 화학 물질 개발 등 다양한 혁신이 가능해질 것”이라고 덧붙였다.
현대인 기자 modernman@etnews.com
