[파이낸셜뉴스] 마이크로소프트(MS)가 전 세계 최초로 토포컨덕터 기반 양자 프로세서인 '마요라나 1'을 공개했다. 양자컴퓨터 상용화에 대한 논의가 가속화되는 가운데 구글에 이어 MS도 자체 개발한 양자 컴퓨팅 칩을 공개한 것이다.
20일 MS에 따르면 19일(현지시간) 공개한 손바닥 크기의 마요라나 1은 MS가 개발한 토폴로지 코어 아키텍처를 기반으로 설계됐다. 양자 컴퓨터의 연산 단위인 큐비트(Qubit)를 단일 프로세서에 100만 개 이상 집적할 수 있는 확장성을 가졌고, 오류 저항성을 하드웨어에 갖춘 내결함성 구조로 더욱 안정적인 양자 연산이 가능하다. 또 디지털 방식으로 큐비트를 제어할 수 있다.
MS는 이번에 공개한 프로세서를 통해 양자 컴퓨터가 수십 년이 아닌 수년 내에 다양한 산업 및 사회적 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것으로 전망했다.
이 같은 혁신의 핵심은 토포컨덕터라는 새로운 물질에 기반한다. MS 연구진은 반도체인 인듐비소와 초전도체인 알루미늄을 원자 단위에서 정밀하게 결합해 토포컨덕터라는 완전히 새로운 재료 스택을 만들었다.
토포컨덕터는 극저온에서 토폴로지 초전도성을 유지하면서 고체·액체·기체와는 다른 토폴로지 상태를 형성하는 것으로, 새로운 양자 입자인 마요라나 입자를 관찰하고 제어해 초소형·초고속·고안정 큐비트를 생성하는 데 활용할 수 있는 혁신적인 재료다. 이번 연구 결과를 담은 논문은 과학 저널 네이처에 게재됐다.
MS는 미국 국방고등연구계획국(DARPA)의 산업 규모 양자 컴퓨팅을 위한 미개척 시스템(US2QC) 프로그램 최종 단계에 진출한 두 개 기업 중 한 곳으로 선정됐다. US2QC는 DARPA의 양자 벤치마킹 이니셔티브 일부로, 실용적이며 내결함성이 높은 양자 기술 개발을 목표로 하는 연구 프로젝트다.
마이크로소프트는 양자 컴퓨터가 다양한 산업과 연구 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대하고 있다. 특히 재료 과학, 의료 및 생명 과학, 기후 변화 대응, 지속 가능한 에너지 연구 등에서 양자 컴퓨터의 역할이 더욱 중요해질 것으로 내다보고 있다.
예를 들어, 양자 컴퓨터는 금속이 녹슬거나 균열이 생기는 원인을 분석해 이를 스스로 복구하는 신소재를 개발하거나, 미세 플라스틱을 무해한 물질로 분해하는 촉매를 찾는 데 활용될 수 있다. 효소의 작용을 정밀하게 분석해 더 효과적인 치료제나 친환경 농업 기술을 개발하는 데 기여할 수도 있다.
체탄 나약 마이크로소프트 퀀텀 하드웨어 부사장은 "MS는 18개월 전부터 양자 슈퍼컴퓨터로 가는 로드맵을 제시했으며, 이번에는 세계 최초로 토폴로지 큐비트를 공개하며 두 번째 이정표를 달성했다"고 말했다.
이어 "백만 큐비트 규모로 확장 가능한 양자 컴퓨터는 단순한 기술적 성취가 아니라 전 세계가 직면한 가장 복잡한 문제를 해결할 수 있는 열쇠"라며 "이 기술이 실현되면 자가 치유 소재, 지속 가능한 농업, 더 안전한 화학 물질 개발 등 다양한 혁신이 가능해질 것"이라고 강조했다.
한편, MS는 클라우드 기반 양자 컴퓨팅 서비스 플랫폼인 애저 퀀텀을 통해 기업과 연구기관이 과학적 연구를 발전시킬 수 있도록 지원하고 있다.
yjjoe@fnnews.com 조윤주 기자
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