양자 컴퓨팅의 새로운 전환점
양자 컴퓨팅 분야는 끊임없이 발전하고 있으며, 마이크로소프트(MS)는 최근 이 분야의 한계점을 돌파할 수 있는 혁신적인 칩인 '마요라나 1(Majorana 1)'을 공개했습니다. 이 칩은 기존의 초전도 큐비트 기반 기술을 넘어, 외부 환경 변화에 강한 위상적 큐비트를 채택하여 한층 더 안정적인 양자 연산을 가능하게 합니다.
위상적 큐비트로 양자 연산의 안정성 확보
기존 양자 컴퓨터는 외부 요인에 매우 민감하여 오류율이 높았습니다. 그러나 '마요라나 1' 칩은 인듐비소와 알루미늄을 원자 단위에서 정밀하게 결합한 신소재를 사용하여 큐비트의 안정성을 극대화했습니다. 이로써 마이크로소프트는 외부 간섭에도 영향을 받지 않는 위상적 큐비트를 구현했습니다.
위상적 큐비트는 물리적 간섭에 대해 더 강한 내성을 지니며, 이로 인해 오류율을 현저히 낮출 수 있습니다. 이 기술은 특히 장기적인 양자 컴퓨팅 상용화에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
마요라나 페르미온의 혁신적인 역할
마요라나 페르미온은 입자와 반입자의 성질을 동시에 가진 독특한 양자 입자로, 이번 '마요라나 1' 칩의 핵심 기술입니다. 이 입자는 논리적 큐비트로의 전환 시, 본질적으로 낮은 오류율을 유지할 수 있게 해주는 특성을 가지고 있습니다.
마이크로소프트는 마요라나 페르미온을 통해 내결함성(결함 허용성)이 높은 양자 컴퓨터 개발에 한 걸음 더 다가섰습니다. 이로 인해 실용적인 양자 컴퓨터가 머지않아 현실화될 가능성이 커졌습니다.
100만 개 큐비트 탑재 목표
현재 '마요라나 1' 칩은 8개의 위상적 큐비트를 탑재하고 있지만, 마이크로소프트는 향후 단일 칩에 100만 개 이상의 큐비트를 집적하는 것을 목표로 하고 있습니다. 큐비트 수가 많아질수록 양자 컴퓨터의 연산 능력은 기하급수적으로 증가합니다.
마이크로소프트는 100만 큐비트 집적이 가능해지는 시점을 양자 컴퓨터의 상용화 시점으로 보고 있으며, 이를 통해 암호 해독, 신약 개발, 기후 모델링 등 다양한 분야에서 획기적인 진전을 기대하고 있습니다.
MS와 구글의 양자 경쟁
양자 컴퓨팅 분야는 마이크로소프트 외에도 구글과 같은 거대 기술 기업들이 치열하게 경쟁하고 있습니다. 구글은 지난해 '윌로우(Willow)'라는 이름의 양자 칩을 공개했으며, 105개의 큐비트를 탑재하여 높은 연산 성능을 입증했습니다.
구글의 윌로우는 기존 컴퓨터로는 수십억 년이 걸리는 연산을 단 몇 분 만에 처리할 수 있었으며, 오류율 또한 낮춘 것으로 평가받았습니다. 이에 대해 마이크로소프트는 '마요라나 1'이 구글 윌로우보다 더 낮은 오류율을 자랑한다고 밝히며, 양자 컴퓨팅 분야에서 선두 자리를 노리고 있습니다.
양자 컴퓨팅 상용화 전망
마이크로소프트의 제이슨 잰더 부사장은 "수년 내로 양자 컴퓨터가 유용한 일을 할 가능성이 높다"고 언급했습니다. 그는 또한 "2030년 이전에 마이크로소프트의 양자 컴퓨팅 칩이 애저(Azure) 클라우드 서비스로 제공될 수 있을 것"이라고 전망했습니다.
이러한 전망은 양자 컴퓨팅 상용화에 대한 기대감을 높이며, 앞으로 수년 내에 실제 비즈니스 및 연구에 적용될 가능성을 보여줍니다.
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