IBM “2029년까지 오류 자체 수정 양자컴 만들 것”

세계 최초의 대규모 오류내성 양자컴퓨터 ‘IBM 퀀텀 스탈링’의 모식도. IBM 제공

IBM이 세계 최초의 대규모 오류 내성 양자 컴퓨터 구축 로드맵을 발표했다. 새롭게 개발될 IBM의 오류 내성 양자 컴퓨터는 2029년까지 구축이 완료될 예정이다.

10일 IBM은 오류 내성 양자 컴퓨터 ‘퀀텀 스탈링’을 2029년까지 미국 뉴욕주 포킵시에 있는 IBM 퀀텀 데이터 센터에 구축하겠다는 로드맵을 발표했다. 스탈링이 구축되면 현재 양자 컴퓨터보다 2만 배 더 많은 작업을 수행할 것으로 예상된다. 아빈드 크리슈나 IBM 회장은 “(스탈링은) 현실 세계의 문제를 해결하고 비즈니스에서 큰 가능성을 열어줄 것”이라고 했다.

양자 컴퓨터는 머리카락 굵기의 100만 분의 1 수준의 작은 미시 세계에 존재하는 양자를 이용해 연산하는 컴퓨터로, 기존 컴퓨터보다 연산 능력이 매우 빠르다. 현존하는 컴퓨터로 풀지 못하는 다양한 문제를 해결할 수 있어 ‘게임 체인저’ 기술로 불리지만 불안정한 양자 상태로 인한 오류가 고질적인 문제로 꼽히고 있다. 때문에 IBM을 포함해 구글, 아이온큐, 마이크로소프트 등 양자 컴퓨터를 개발 중인 여러 빅테크들은 양자 오류 문제를 해결하기 위해 많은 자원을 투자하고 있다.

오류 내성 양자 컴퓨터는 물리적 큐비트와 오류를 수정하기 위한 큐비트로 구성된다. 두 종류의 큐비트가 하나의 그룹을 이루고, 실제 계산을 담당하는 소수의 ‘논리 큐비트’를 생성한다. 그룹의 크기가 커지면 논리 큐비트의 오류율은 기하급수적으로 감소한다. 대규모 오류 내성 양자 컴퓨터를 구현하려면 적은 수의 물리적 큐비트를 사용해 논리 큐비트 수를 최대한 늘려야 한다.

IBM에 따르면 새롭게 개발될 대규모 오류 내성 양자 컴퓨터는 수 백에서 수천 개의 논리 큐비트를 사용해 수 억에서 수십 억개의 양자 연산을 처리할 수 있다. 계획대로 구현된다면 스탈링은 신약 개발, 신소재 발견, 다양한 최적화 분야에서 시간과 비용. 효율성을 크게 높일 수 있을 것으로 기대된다.

IBM은 스탈링을 완성하기에 앞서 2025년 ‘퀀텀 룬’, 2026년 ‘퀀텀 쿠카부라’, 2027년 ‘IBM 퀀텀 코카투’ 등 양자 컴퓨터 모델들을 출시할 예정이다. 모두 칩을 연결해 확장 가능한 모듈형으로 개발할 계획이다.

IBM 외에도 아마존웹서비스(AWS)는 올해 2월 양자 오류가 적은 양자컴퓨터 칩 ‘오셀롯’을 발표했으며, 구글도 지난해 12월 양자 오류를 대폭 줄인 ‘윌로’를 공개한 바 있다.

최지원 기자 jwchoi@donga.com