[뉴스비전e 김호성 기자] 미국, 중국, 일본 등 주요국 및 기업들의 양자컴퓨팅 주도권 경쟁은 치열하다. 특히 IBM과 구글의 양자컴퓨팅 성능에 있어서의 큐비트 경쟁은 '불꽃이 튄다'는 표현이 어울릴 정도다. 

지난해 초 5큐비트에 불과했던 구글은 최근 9큐비트로, 상용화를 앞둔 IBM의 경우 16개의 큐비트 시스템을 공개했다. 이에 그치지 않고 50개의 큐비트 규모 프로토타입도 제작됐다. 

 

◆불꽃튀는 큐비트 경쟁

큐비트 수를 업그레이드 하는 양자컴퓨터 칩 <사진 / D-WAVE SYSTEMS>

큐비트 수를 늘리기 위해 각사들은 이온 트랩 큐비트, 양자점 큐비트 시스템에서 2차원 배열로 확장 가능한 큐비트 시스템 연구에도 착수했다. 

IBM는 50큐비트 양자컴퓨터 프로토타입을 만들었다고 발표하자마자, 구글은 비슷한 수준의 양자컴퓨터를 공개하겠다는 발표한바 있다. 

IBM보다 15년이나 이 분야에 늦게 뛰어든 구글이 대등한 수준의 경쟁력을 펼칠수 있는 이유는 2014년 존 마티니 UCSB 물리학과 교수를 영입하는 등 핵심 인력을 보강한데 기인한다. 마티니 교수는 큐비트 50개로 이뤄진 양자컴퓨터 공개를 통해 슈퍼컴퓨터를 넘어서는 '퀀텀 수프리머시'를 보여주겠다고 자신해 왔다.   

IBM과 구글 이외에도 마이크로소프트, 디웨이시스템(D-Way System), 리게티 컴퓨팅(Rigetti Computing) 등 여러 기업들이 이 수준의 시스템 개발을 추진중이다. 

양자 큐비트에 대한 경쟁이 겪해지면서 캐나다 디웨이시스템이 발표한 128큐비트급에 대해 과연 고전적 컴퓨터와 비교해 양자컴퓨터가 맞는지를 따지는 진위 논란이 발생하기도 했다.   

 

◆협력·참여자 끌어들일수록 유리...생태계 확장 경쟁

<사진 / IBM>

양자컴퓨터 생태계 확장에도 적극 나서고 있다. 

구글과 IBM 모두 양자컴퓨터를 클라우드 형태로 일반에 공개한다. 누구나 공개 사이트에 접속해 알고리즘이나 프로그램을 양사 양자컴퓨터에서 시험할 수 있다. IBM이 지난해 공개한 '퀀텀 익스피리언스'에는 4만명 이상이 접속한 것으로 알려졌다. 

소프트웨어 개발 키트(SDK)나 응용프로그램 인터페이스(API) 등을 공개하며 개발자가 양자컴퓨터를 활용할 수 있도록 하는 주된 이유는 생태계 주도권이다. 

이에 더해, IBM은 최근 양자컴퓨터 프로젝트인 'IBM Q 네트워크'에 주요 기업 , 금융사, 연구소를 끌어들였다. 

IBM의 양자컴퓨팅 시스템을 최초로 도입할 대상에는 JP모건 체이서(JPMorganChase)· 바클레이즈 등 글로벌 금융기관, 삼성전자·다임러AG(DaimlerAG)·혼다·히타치 메탈·나가세·삼성전자 등 제조사들과, 오크리지내셔널랩(OakLigeNationalLab)·옥스퍼드·멜버른 등 연구기관 및 대학들을 포함 총 12곳이다. 

구글 역시 생태계 확장을 위해 주력중이다. 구글은 미 항공우주국(NASA)를 비롯한 주요 연구소 및 인공지능 연구원에게 양자컴퓨팅에 대한 초기 엑세스 권한을 제공하고 있다. 

 

◆양자 상태 유지 '결맞음 시간' 급속 발전...1년새 두배

양자 상태를 유지하는 '결맞음'을 더 늘리기 위한 기술개발이 속도를 내고 있다 <이미지 / Science Library>

기업들은 큐비트의 양자상태를 지속하는 '결맞음 시간'의 확보에도 주력중이다. 

현재의 모든 양자컴퓨터의 큐비트는 극히 짧은 순간 동안만 양자상태를 유지할 수 있고, 이 상태에서 벗어나면 오류가 발생하게 된다.

지난해 11월  IBM은 큐비트를 양자상태에서 90마이크로초 동안 유지하는데 성공했다고 발표했다. 상당히 짧은 시간이긴 하지만, 지난해 초와 비교하면 두배나 늘어난 시간이다. 

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