"원자 위치 조정으로 오류 줄여..양자 컴퓨팅 상용화 앞당겨"

'퀀텀코리아'서 미하일 루킨 하버드대 교수 특별강연
양자 오류로 양자 컴퓨팅 상용화 걸림돌
중성원자 배열 기반으로 양자 시스템 개선 연구
"양자 발견 시대로 진입, 새로운 상용화 가능성 기대"

[이데일리 강민구 기자] “양자컴퓨팅의 난제인 오류 보정 기술이 최근 발전을 거듭하고 있다. 대규모 알고리즘을 발굴하는 등 후속 연구들을 통해 양자컴퓨터 상용화가 빨라질 것이라고 본다.”

미카일 루킨(Mikhail Lukin) 하버드대 교수는 과학기술정보통신부와 퀀텀코리아조직위원회가 25일 일산 킨텍스 제2전시장에서 개최한 ‘퀀텀 코리아 2024’ 특별강연에서 이같이 밝혔다.

미하일 루킨 하버드대 교수가 25일 일산 킨텍스에서 열린 ‘퀀텀코리아’에서 특별강연을 하고 있다.(사진=이데일리 강민구 기자)

루킨 교수는 양자컴퓨터 개발 기업 큐에라컴퓨팅 공동창업자로 알려져 있다. 중성원자 기반 양자컴퓨팅, 양자인터넷 분야 세계적인 석학이다.

최근 양자컴퓨팅 분야에서 특정 계산이나 시뮬레이션 작업에서 기존 컴퓨터를 넘는 양자 컴퓨터를 개발하기 위한 노력이 활발하다. 오류 억제는 유용한 양자 컴퓨팅 구현을 위해 반드시 해결해야 하는 주요 난제 중 하나다. 양자컴퓨터는 큐비트 단위로 작동하는데 큐비트가 커지거나 시스템 운영을 반복할수록 오류의 영향이 커져 상용화 걸림돌로 작용했다.

루킨 교수는 양자 장치를 과학적 응용에 활용하는 ‘양자 발견’ 시대가 다가오면서 양자 오류를 보정하기 위한 연구도 활발해졌고, 문제 해결 가능성도 커졌다고 설명했다. 그는 지난해 말 논리 큐비트 48개로 구성된 중성원자 기반 양자컴퓨터로 오류를 보정하고, 양자컴퓨터가 특정 분야에서 기존 컴퓨터를 뛰어넘는 양자우위를 달성할 수 있다는 사실도 입증했다.

‘퀀텀 코리아’ 전시장에 전시된 IBM의 양자컴퓨터.(사진=이데일리 강민구 기자)

논리 큐비트는 양자컴퓨터의 기본단위인 큐비트 다수를 조합해 하나의 큐비트처럼 기능하도록 한다. 중성자 배열을 기반으로 개별 원자를 족집게로 사용해 원자 위치를 조정해 오류율을 낮추는 접근도 이뤄지고 있다.

루킨 교수는 앞으로 양자컴퓨팅의 하드웨어적 난제를 해결하기 위한 실마리를 찾아가면서 궁극적으로 양자컴퓨팅 상용화 시점도 빨라질 것이라고 예상했다. 그는 “양자물리학은 기초 과학, 장치 공학, 응용, 최종 제품을 결합한 다학제 분야”라며 “양자기술이 발전하면서 미래형 컴퓨팅으로 가는 길이 빨라지고 있고, 앞으로 융합연구를 통해 양자컴퓨팅의 새로운 지평을 열 것”이라고 기대했다.

한편, 25일 개막한 퀀텀 코리아는 오는 27일까지 3일간 열린다. 이날 개막식 행사에는 고동진 AI반도체특별위원장(국민의힘), 박상욱 대통령실 과학기술수석 등 정부, 대학, 연구소, 기업, 일반 국민 등 500여명이 참여한 가운데 진행됐다. IBM, 한국표준과학연구원 등에서 전시부스도 마련돼 눈길을 끌었다.

김재완 퀀텀코리아조직위원회 위원장(고등과학원 부원장)은 “양자기술을 실제 기술로 실현하기 위한 시도가 진행중”이라며 “우리나라도 정부가 양자전략을 발표하는 등 양자기술에 전략적으로 투자하는 시점에서 이번 행사가 우리나라 양자가 도약하는 계기가 됐으면 한다”고 했다.

고동진 국민의힘 AI반도체특별위원장도 축사를 통해 “인공지능, 반도체에 양자기술이 더해져 첨단제조, 의료 등 각 분야에 커다란 변화 일으킬 것”이라며 “국회 차원에서도 안보, 국방 등 전략기술로 중요해지는 양자기술 개발을 지원해 우리나라가 양자강국으로 발전하도록 힘쓰겠다”고 밝혔다.

강민구 (science1@edaily.co.kr)