구글, 세계 최초 '검증 가능한 양자 우위' 달성…양자컴 새 이정표

양자 칩 ‘윌로우’로 검증 가능 알고리즘 구현
현존 최고 슈퍼컴퓨터보다 1만3000배 빨라
“신약 개발·신소재·핵융합 등에 적용 기대”

▲구글의 양자칩 '윌로우'. (사진제공=구글)

구글이 검증 가능한 ‘양자 우위’를 세계 최초로 달성하면서 양자컴퓨터 상용화에 중요한 새 이정표를 세웠다.

22일(현지시간) 영국 일간 가디언에 따르면 구글은 자사의 양자 칩 ‘윌로우’와 양자 알고리즘 ‘퀸텀 에코스’를 통해 사상 최초로 검증 가능한 ‘양자 우위’를 입증했으며 이를 ‘네이처’에 게재했다.

양자 우위란 기존 디지털 컴퓨터로는 사실상 계산이 불가능한 문제를 양자컴퓨터가 현실적인 시간 안에 해결하는 능력을 뜻한다. 구글은 2019년 처음으로 양자 우위를 달성했다고 발표했지만 당시엔 이를 검증할 방법이 없어 일각에선 구글의 발표에 신뢰성이 부족하다고 지적받았다.

이번에는 이를 검증하는 데 성공한 것이다. 구글은 “전 세계 최초로 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터의 능력을 뛰어넘는 검증 가능한 알고리즘을 성공적으로 실행한 사례”라고 말했다.

구글은 지난해 윌로우를 통해 현존하는 가장 빠른 슈퍼컴퓨터인 프런티어가 10 셉틸리언(1 셉틸리언은 10의 24승)의 시간이 걸려야 풀 수 있는 계산을 5분 내로 푸는 데 성공했다고 발표한 바 있다.

윌로우는 슈퍼컴퓨터보다 1만3000배 빠른 속도로 연산할 수 있고, 오류율 0.1% 미만의 정밀도를 달성하는 데 성공했다. 특히 이번 양자 우위는 다른 양자 컴퓨터로도 같은 결과를 반복적으로 재현하고 검증할 수 있어 의미가 남다르다는 것이 구글 측의 설명이다.

연구 신뢰도를 높이고자 ‘10인년(연구자 10명이 1년간 집중적으로 테스트하는 검증 과정)’에 달하는 테스트 기간을 거쳐 윌로우 칩의 성능을 검증했고, 알고리즘 최적화를 위해 1조 회에 달하는 측정도 진행했다.

구글은 이를 토대로 5년 내로 양자컴퓨터로만 가능한 실제 응용 사례가 등장할 것으로 전망했다. 또한, 기술이 점차 확장되며 신약 개발·신소재·핵융합 등 산업 분야의 난제 해결에 활용될 가능성이 있다고 평가했다.

올해 노벨 물리학상을 받은 미셸 드보레 구글 양자 인공지능(AI) 부문 수석 과학자는 “이번 성과는 내가 연구하는 분야에서 또 다른 이정표가 될 것”이라고 말했다.