구글, 세계 최초 검증 가능한 양자컴퓨팅 개발…실용화 성큼

구글의 양자 칩 윌로우 / 사진 구글

구글이 양자컴퓨터의 연산 결과를 검증할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다.

22일(현지시각) 구글은 자사의 최첨단 양자 칩 '윌로우(Willow)'를 통해 검증 가능한 알고리즘 '퀀텀 에코스(Quantum Echoes)'를 실행하는 데 성공했다고 국제 학술지 네이처에 발표했다.

양자컴퓨팅의 기본 단위인 큐비트는 빛과 같은 외부 요인에 매우 민감해, 아주 작은 요인으로도 계산 오류가 발생하기 마련이다. 이러한 오류가 양자컴퓨터 상용화의 걸림돌이 돼 왔다. 그러나 반복 계산으로 검증 가능하다면 결과 대한 신뢰도가 높아져 양자컴퓨터의 상용화가 가능해진다. ‘퀀텀 에코스’ 기술을 통해 양자컴퓨터가 실제 과학 현상과 산업 현장의 복잡한 문제를 풀 수 있는 현실적인 도구로 사용 가능해졌다는 뜻이다.

톰 오브라이언 구글 연구 과학자는 "데이터가 정확하다는 것을 증명할 수 없다면 아무런 활용이 불가능하다"며 검증 가능성의 중요성을 강조했다.

구글은 ‘퀀텀 에코스’가 앞으로 분자 구조 측정에 활용되면 신약 후보 물질이나 신소재 개발 분야에서 획기적인 진전을 이끌 수 있다고 전망했다. 또 생명 과학과 같이 신뢰할 수 있는 데이터가 부족한 영역에서 ‘퀀텀 에코스’를 활용해 새로운 데이터를 생성한다면 AI 학습에 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

구글은 또 이번 발표에서 ‘퀀텀 에코스’ 알고리즘을 윌로로 실행한 결과 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터보다 1만3000배 빠른 처리 속도를 입증했다고 밝혔다. 올해 노벨 물리학상 수상자이자 구글의 양자 AI 수석과학자인 미셸 드보레가 이끄는 연구진이 윌로로 퀀텀 에코스 알고리즘으로 '시간 역전' 실험을 수행한 결과 슈퍼컴퓨터로 3.2년이 걸리는 계산을 단 2.1시간 만에 해결했다고 발표했다.

구글은 2019년 양자칩‘시커모어’로 '양자 우위'를 달성했다고 발표했지만, 검증 방법이 없어 진위 여부에 대해 의문이 제기됐다. 그러나 이번 '퀀텀 에코스'는 다른 양자 컴퓨터에서도 동일한 결과를 재현할 수 있어 세계 최초로 검증 가능한 양자 우위를 입증했다는 점에서 의미가 크다.

양자 우위는 양자 컴퓨터가 기존의 슈퍼컴퓨터가 풀지 못하는 문제를 풀거나, 특정 문제를 더 빠르게 처리하는 것을 말한다.