'네이처'에 연구결과 발표..."양자컴 현실화 앞당겨"
글로벌 정보기술(IT) 기업 IBM은 100큐비트(양자단위) 이상 규모에서 양자컴퓨터가 기존 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘는 정확한 계산 결과를 산출할 수 있음을 처음으로 입증했다고 15일 밝혔다. 연구결과를 담은 논문은 이날 국제학술지 ‘네이처’에 게재됐다.
IBM 연구팀은 양자컴퓨터 상용화의 걸림돌인 ‘양자오류’를 수정하는 대신 완화하는 방식을 사용했다고 설명했다. 양자오류란 양자컴퓨터가 동시에 중첩된 상태로 존재하는 큐비트를 사용하면서 오류가 발생할 가능성이 높아지는 문제다.
양자오류를 완화하는 방식의 성능을 검증하기 위해 연구팀은 자기적인 물질을 구성하는 근본요소인 ‘스핀’의 동역학을 시뮬레이션하는 실험을 실시했다. 자기적인 성질을 가진 물질을 모형화한 다음, 127개의 초전도 큐비트로 구성된 양자프로세서를 사용해 대규모 ‘얽힘’ 상태를 생성했다. 이같은 계산 모델을 통해 자기화(물체가 자기를 띠는 현상) 등의 물리적인 특성을 정확하게 계산하는 데 성공했다.
계산의 정확성을 입증하기 위해 미국 버클리 캘리포니아대(UCLA) 연구팀은 슈퍼컴퓨터를 사용해 같은 계산을 실시했다. 계산 대상인 물질 모형의 규모가 커짐에 따라 슈퍼컴퓨터는 성능이 급격히 저하됐다. 반면 양자컴퓨터는 지속적으로 정확한 결과를 도출했다.
다리오 길 IBM 리서치 수석 부사장 겸 총책임자는 “양자컴퓨터가 기존 접근 방식을 뛰어넘어 자연의 물리 현상을 정확하게 계산한 것은 이번이 처음”이라며 "기존 시스템에서 모델링이 매우 어렵거나 불가능한 문제에 양자컴퓨터를 사용할 수 있음을 증명하는 중요한 단계를 넘었다“고 말했다.
IBM은 이번 연구를 바탕으로 클라우드 상에서 구동되거나 현재 운영되고 있는 모든 IBM의 양자시스템을 최소 127큐비트 이상으로 업그레이드할 것이라고 밝혔다.
