[AI요약] 기존 슈퍼컴퓨터가 풀려면 우주 나이보다 오랜 시간이 걸리는 계산을 구글의 차세대 양자컴퓨터가 불과 5분만에 해결하면서 주목받고 있다. 물질이 한 번에 여러 상태로 존재할 수 있다는 발견을 활용하는 양자컴퓨팅은 AI의 영향력, 특히 의학 분야의 영향을 가속화할 것으로 예상되고 있다.

구글이 그야말로 ‘놀라운’ 양자컴퓨터를 개발하는데 성공했다.

구글이 개발한 양자컴퓨팅의 핵심 과제를 해결하는 차세대 칩에 대해 가디언, CNN 등 외신이 11일(현지시간) 보도했다.

세계에서 가장 빠른 기존의 슈퍼컴퓨터가 완료하는데 우주의 역사보다도 긴 10자년이 걸리는 계산을, 구글이 개발한 양자컴퓨터가 5분만에 해결했다. 최신 양자컴퓨팅의 혁신을 이끈 과학자들은 ‘놀랍다’고 극찬하고 있다.

구글은 그동안 마이크로소프트와 IBM 등 경쟁기업들과 마찬가지로 양자컴퓨팅 기술을 추구해왔다. 캘리포니아 산타바바라에 있는 구글의 양자 연구실에서 개발된 ‘윌로우’(Willow)라는 이름의 새로운 칩은 양자 컴퓨터의 구성 요소인 105개의 ‘큐비트’(qubits)가 탑재됐다.

큐비트는 빠르지만 오류가 발생하기 쉬운 것으로 지적됐다. 큐비트는 우주에서 발생하는 사건과 마찬가지로 아원자 입자만큼 작은 것에 의해도 흔들릴 수 있기 때문이다.

칩에 더 많은 큐비트가 패키징됨에 따라 이러한 오류가 누적될 경우, 오히려 새로운 칩이 기존 컴퓨터 칩보다 성능이 더 떨어질수 있다는 문제가 있었다. 실제로 과학자들은 1990년대부터 양자 오류 수정에 대해 연구해 왔다.

이러한 가운데 구글은 네이처에 게재한 논문을 통해 윌로우 칩의 큐비트를 연결해 큐비트 수가 증가함에 따라 오류율이 낮아지는 방법을 찾았다고 밝혔다. 특히 구글은 실시간으로 오류를 수정할 수 있다고 밝혔는데, 이는 양자 머신을 실용화하는 데 중요한 단계로 평가받고 있는 부분이다.

또한 윌로우가 이전 버전보다 오류가 발생할 가능성이 훨씬 적어, 이미 빠르게 발전하고 있는 AI 분야의 잠재력을 확대할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

물질이 한번에 여러 상태로 존재할 수 있다는 발견을 활용하는 양자컴퓨팅은 이전에 가능했던 것보다 훨씬 더 큰 계산을 수행할수 있는 능력을 가지고 있어, 핵융합로의 개발을 앞당기고 AI의 영향, 특히 의학 분야의 영향을 가속화할 것으로 예상되고 있다.

예를 들어, MRI 스캔을 원자 수준의 세부 정보로 읽을수 있게 하면서 AI가 처리할수 있는 인체와 질병에 대한 새로운 데이터를 잠금 해제할수 있는 것이다.

그러나 이러한 기술에 대한 보호 장치가 없다면, 해당 기술이 가장 정교한 암호화를 해독하는 것에 활용되면서 컴퓨터 보안을 약화시킬수 있다는 우려도 제기되고 있다.

IBM은 2019년 구글의 양자 칩이 기존 컴퓨터로 10000년이 걸리는 문제를 해결했다는 구글의 주장에 이의를 제기하면서, 기존 시스템에 대한 다른 기술적 가정을 사용해도 2일 반 만에 문제를 해결할 수 있다고 지적한바 있다.

이를 의식한 구글은 지난 9일 기업 블로그를 통해 구글은 가장 이상적인 조건에서도 기존 컴퓨터가 구글의 최신 칩과 동일한 결과를 얻는 데 여전히 10억 년이 걸릴 것이라고 강조했다.

구글의 경쟁사 중 일부는 구글보다 더 많은 큐비트를 가진 칩을 생산하고 있지만, 구글은 가능한 가장 신뢰할 수 있는 큐비트를 개발하는데 집중하고 있는 것으로 알려진다. 해당 차세대 칩은 실험을 위해 크라이오스탯이라는 거대한 냉장고에서 냉각이 필요하다.

구글은 이전 칩을 제조할 당시 캘리포니아 대학교 산타바바라 캠퍼스의 공동 시설을 이용했지만, 윌로우 칩을 생산하기 위해서는 자체 전용 제조 시설을 건설했다. 이 새로운 시설은 앞으로 구글이 해당 차세대 미래 칩 생산을 가속화할 계획이라는 것을 보여주고 있다.

구글은 이번에 양자 연구실에서 해결한 수학 문제가 상업적으로 적용되지 않지만, 양자컴퓨터가 언젠가 현대의 컴퓨터로는 도달할 수 없는 의학, 배터리 화학 및 인공 지능의 문제를 해결하기를 기대하고 있다.

샤리나 초 구글 퀀텀 AI 이사 겸 최고운영책임자는 “고성능 양자컴퓨터가 현재의 암호화 시스템을 파괴할 위험이 있다는 우려를 해결하기 위해 보안 전문가들이 연구를 진행하고 있다”며 “지난 수년동안 적절한 스탠다드를 찾고 양자 이후 암호화가 어떤 모습이어야 하는지 알아낼 충분한 시간을 가졌다”고 설명했다.

그는 “우리는 이 분야에서 대기업과 학계, 스타트업과 협력하고 있다”고 강조했다.