구글은 양자 오류 40배 줄였다…한국은 지금 어디까지 왔나?
구글, ‘윌로우’ 칩에서 양자 상태 생성 오류 40배 줄여…한국도 초전도·중성원자 기술 개발 속도
구글이 양자컴퓨터의 핵심 기술인 오류 정정 분야에서 새로운 연구 성과를 공개하면서 국내 양자컴퓨팅 개발 현황에도 관심이 쏠리고 있다.
구글은 지난 15일 105큐비트 초전도 양자프로세서 ‘윌로우(Willow)’에서 ‘매직 스테이트 배양(Magic State Cultivation)’ 기술을 실증했다고 발표했다. 해당 기술을 적용한 결과 기존 방식 대비 양자 상태 생성 과정의 오류가 약 40배 감소했으며, 특정 양자 상태의 논리적 충실도는 99.99%에 도달했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스(Science)’에 발표됐다.
매직 스테이트 배양은 복잡한 양자 연산에 필요한 특수한 양자 상태를 효율적으로 생성하는 기술이다. 양자컴퓨터는 외부 환경과 잡음에 민감해 연산 오류가 발생하기 쉬운데, 이를 해결하기 위한 오류 정정에는 상당한 컴퓨팅 자원이 필요하다. 다만, 구글의 이번 성과는 특정 양자 상태의 생성 오류를 줄였다는 의미이며, 양자컴퓨터 전체의 연산 오류가 40분의 1로 감소했다는 뜻은 아니다.
국내에서도 양자컴퓨터 규모 확대와 오류 정정 기술 개발이 진행되고 있다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 2024년 20큐비트급 초전도 양자컴퓨터를 개발·시연하고, 2025년에는 원격 활용을 위한 클라우드 시스템을 선보였다. 현재는 2027년 3월까지 50큐비트급 시스템 구축을 추진하고 있으며, 2029년까지 100큐비트급으로 확장하고 오류 정정 기술을 적용하는 것을 목표로 하고 있다.
중성원자 기반 양자컴퓨팅 기술 개발도 병행한다. KRISS는 100큐비트급 중성원자 제어 원천기술을 확보했으며, 2029년까지 1,000큐비트 규모로 확장할 계획이다. 구글 역시 올해 중성원자 양자컴퓨팅 연구에 착수하며 기술 개발 범위를 넓혔다.
해외 양자컴퓨터를 활용한 국내 연구 인프라 구축도 추진되고 있다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 국가 슈퍼컴퓨터 6호기 ‘한강’과 아이온큐 양자컴퓨터를 연계하는 하이브리드 시스템 구축을 추진 중이다. 연세대학교도 국제캠퍼스에 설치된 IBM의 127큐비트급 양자컴퓨터를 활용하고 있으며, 오는 11월 차세대 ‘나이트호크(Nighthawk)’ 프로세서로 교체할 예정이다.
구글의 이번 성과는 양자컴퓨터 경쟁이 단순한 큐비트 수 확대를 넘어 연산의 정확성과 안정성을 확보하는 방향으로 발전하고 있음을 보여준다. 다만 구글의 특정 양자 상태 생성 기술과 한국의 큐비트 규모 확대는 서로 다른 기술 지표인 만큼 직접적인 성능 비교에는 한계가 있다.
한국 역시 규모 확대와 오류 정정 기술 확보를 동시에 추진하고 있지만, 기술의 안정적 구현과 대규모 시스템 확장이라는 과제가 남아 있다. 향후 국내 양자컴퓨팅 경쟁력은 큐비트 수뿐 아니라 오류 정정 기술의 완성도, 핵심 장비 국산화, 실제 산업 현장에서의 활용 역량 확보에 달려 있을 전망이다. 챌비온뉴스 ※ 본 콘텐츠는 참고 자료를 기반으로 작성되었으며, 무단 전재·복제·배포를 금합니다.
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