IBM이 오류 내성 양자컴퓨터를 구현하기 위한 모듈형 극저온 시스템의 첫 연결에 성공했다. 극저온 모듈 2개를 하나의 환경으로 연결해 냉각한 것이다.
새로운 아키텍처는 수백 개 양자 칩이 초저온 환경을 공유할 수 있는 모듈형 시스템으로 확장할 수 있게 설계됐다. 이번 성과는 IBM이 2029년 선보일 예정인 세계 최초 대규모 오류 내성 양자 컴퓨터 'IBM 퀀텀 스탈링' 개발을 위한 기술 진전이다.
현재 운영 중인 2개 극저온 모듈은 높이와 폭이 각각 8피트(약 2.4미터)를 넘는 규모로 구축됐다. 초기 테스트 결과 두 모듈은 5일 이내 액체 헬륨 온도인 4켈빈(K)까지 냉각됐으며 이후 15밀리켈빈(mK) 이하 최종 온도에 도달했다. 우주 심연보다 180배 이상 낮은 온도다.
IBM은 이를 기반으로 2027년까지 1000개 이상 프로그래밍 가능한 큐비트를 갖춘 양자컴퓨터를 구축할 계획이다. 연내 'IBM 퀀텀 나이트호크' 프로세서를 해당 극저온 모듈에 탑재, 운영 성능 검증을 확대할 예정이다.
각 모듈의 진공 챔버는 IBM이 현재 가장 널리 활용하고 있는 양자 시스템 대비 최대 12배 더 넓은 배선 공간을 제공한다. IBM 'L-커플러' 기술로 양자 프로세서를 직접 연결한다. L-커플러는 서로 다른 양자 칩 간 정보 공유와 통신을 가능하게 해 여러 칩이 하나의 대형 양자컴퓨터처럼 동작할 수 있게 지원한다.
IBM 퀀텀 스탈링이 구축될 시점에는 각 극저온 모듈에 수천 개 큐비트가 탑재될 것으로 기대된다. IBM은 오류 내성 구현에 필요한 물리적 자원 규모를 획기적으로 줄이는 새로운 오류 정정 코드를 선보였다. 이후 핵심 하드웨어 구성 요소 실증과 효율적인 오류 정정 디코딩 기술 개발 등을 이어가고 있다.
제이 감베타 IBM 리서치 총괄 사장(펠로우)은 “산업 현장에서 오류 내성 양자 컴퓨터를 활용하기 위해 여러 근본적 기술 혁신이 필요하다”며 “극저온 모듈 연결과 운영 성공은 그 방향으로 큰 도약을 의미, 양자 하드웨어·소프트웨어와 알고리즘 혁신과 함께 개발 속도를 더욱 높일 것”이라고 말했다.
박종진 기자 truth@etnews.com
