IBM은 2028년까지 대규모 오류 보정 기능을 갖춘 최초의 양자 컴퓨터를 구축하는 것을 목표로 하고 있습니다.

양자 컴퓨터, 오류 없는 미래를 향한 도전 2028년을 목표로 한 양자 컴퓨터 개발이 새로운 전환점을 맞이하고 있다. 뉴욕주 포킵시에 건설될 예정인 대규모 양자 컴퓨터 ‘스타링’은 기존의 한계를 뛰어넘는 오류 정정 기능을 갖춘 최초의 기기로 주목받고 있다. 이 프로젝트는 실제 과학적 성과를 공학적으로 구현하는 단계에 진입했다는 점에서, 업계에서 가장 큰 기술적 난제를 돌파하려는 야심찬 시도로 받아들여진다. 양자 컴퓨터는 전통적인 비트 대신 여러 상태를 동시에 표현할 수 있는 큐비트로 정보를 처리한다. 하지만 큐비트는 미세한 외부 영향에도 쉽게 오류가 발생한다는 숙명적인 약점을 안고 있다. 예를 들어, 한 큐비트에 연산을 가할 때 이웃 큐비트까지 의도치 않게 영향을 받을 수 있다. 이 오류들이 누적되면, 복잡한 화학 시뮬레이션이나 신약 개발처럼 실질적인 응용 분야에서 요구되는 정밀한 계산이 불가능해진다. 오류 정정은 이 문제를 극복하기 위한 핵심 기술이다. 한 논리 큐비트의 정보를 여러 물리 큐비트에 분산시켜 오류의 영향을 최소화하는 방식이 쓰인다. 아이러니하게도, 이 과정에 막대한 하드웨어 자원이 필요하다. 예컨대, 어떤 방식은 논리 큐비트 하나에 100개의 물리 큐비트를 요구하지만, 스타링의 설계는 12개만으로도 가능해 비교적 효율적이다. 여기에 실시간 오류 판별 능력까지 더해, 스타링은 오류 발생 즉시 이를 감지하고 수정할 수 있게 된다. 이러한 기술적 진보는 양자 컴퓨팅 신생 기업들과의 치열한 경쟁에서 중요한 우위를 제공한다. 스타링은 200개의 논리 큐비트로 1억 번의 논리 연산을 연속적으로 정확하게 수행할 수 있을 것으로 기대된다. 이는 현재의 양자 컴퓨터가 수천 번의 연산에 그치는 것과 비교하면 비약적인 발전이다. 실제로 기존의 오류 정정 실험은 논리 큐비트 하나에 한정되어 있었지만, 스타링은 수십, 수백 배 더 큰 규모에서 동작한다. 하지만, 실질적인 문제 해결을 위해서는 10억 번 이상의 논리 연산이 필요하다는 시각도 있어, 이번 프로젝트가 당장 경제적 가치를 창출할 수 있을지는 미지수다. 이러한 대규모 양자 컴퓨터 구축을 위해, 스타링은 100여 개의 모듈을 네트워크로 연결하는 ‘모듈러’ 구조를 채택했다. 이 접근법은 한 칩에 모든 큐비트를 집적하던 기존 방식보다 확장성과 신뢰성 면에서 유리하다. 개발 로드맵에 따라 올해는 오류 정정 정보의 안정적 저장을, 내년엔 연산과 저장을 모두 수행하는 모듈을 선보이고, 2027년에는 두 개의 모듈을 연결한 시제품을 완성할 계획이다. 이후 100개 이상의 모듈을 연결하여 스타링을 구축한다는 구상이다. 양자 컴퓨터의 미래는 여전히 불확실하다. 어떤 하드웨어와 오류 정정 방식이 궁극적으로 표준이 될지, 실질적인 성과로 이어질 수 있을지 모두 미지수다. 그럼에도 불구하고, 이번 프로젝트는 양자 기술이 실험실을 넘어 실제 문제 해결에 한발 더 다가서고 있음을 보여준다. 2029년 이후에는 더 많은 논리 큐비트와 연산 능력을 갖춘 차세대 양자 컴퓨터까지 준비 중이다. 양자 컴퓨팅의 새로운 시대가 성큼 다가오고 있다.